Les altimètres radar sont des instruments fonctionnant par radiofréquence qui mesurent la hauteur d’un aéronef au-dessus du sol ou de l’eau, fournissant ainsi des données de hauteur au-dessus du sol (AGL) pour la navigation, le contrôle de vol et les opérations d’atterrissage. Ces capteurs permettent le vol à basse altitude, la surveillance de la distance par rapport au sol, le maintien automatique de l’altitude et les opérations de suivi du relief.
Cette catégorie regroupe les fabricants d’altimètres radar destinés aux avions de chasse, aux hélicoptères tactiques, aux avions de transport et aux drones.
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Systèmes avancés de radiofréquence, de navigation et électroniques destinés aux applications de défense
Dispositifs GPS-GNSS anti-brouillage, liaisons de données tactiques, systèmes de télémétrie, équipements de guerre électronique et systèmes d'interruption de vol
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Les altimètres radar sont des instruments à radiofréquence (RF) qui mesurent la distance verticale entre un aéronef et le sol, l’eau ou toute autre surface réfléchissante située directement en dessous de celui-ci. Contrairement aux altimètres barométriques, qui déterminent l’altitude par rapport à une référence de pression atmosphérique, les altimètres radar fournissent la hauteur au-dessus du sol (AGL) en émettant des signaux radio vers la surface et en analysant les échos renvoyés, ce qui facilite la navigation à basse altitude, la surveillance de la distance par rapport au sol, le contrôle de vol et les opérations d’atterrissage.
Altimètre radar de TUALCOM
Les altimètres radar militaires sont utilisés à bord des avions de chasse, des hélicoptères tactiques, des avions de transport et des drones (UAV), avec des systèmes adaptés à différentes plages d’altitude, exigences de précision et contraintes d’intégration à bord des aéronefs. Les configurations courantes comprennent les altimètres radar à onde continue modulée en fréquence (FMCW), à impulsions, numériques, compacts et intégrés, l’architecture de télémétrie sous-jacente étant choisie en fonction des exigences de la plate-forme et de la mission.
Les altimètres radar utilisent différentes techniques de transmission et de traitement du signal pour déterminer la hauteur de l’aéronef au-dessus de la surface sous-jacente. Un système type combine un émetteur, des antennes d’émission et de réception, un récepteur et des composants électroniques de traitement du signal qui analysent le signal réfléchi afin de calculer la distance et de fournir des données d’altitude aux écrans du poste de pilotage, aux contrôleurs de vol et aux autres équipements avioniques.
| Type d’altimètre radar | Principe de mesure | Caractéristiques principales | Applications militaires |
| Altimètres radar FMCW | Mesure la différence de fréquence entre les signaux modulés en fréquence émis et réfléchis | Mesure en continu, haute résolution en distance et mises à jour fréquentes | Aéronefs militaires, hélicoptères et drones |
| Altimètres radar à impulsions | Mesurent le temps de trajet aller-retour des impulsions radar émises | Mesure du temps de vol et caractéristiques d’impulsion configurables | Aéronefs spécialisés et applications à longue portée |
| Altimètres radar numériques | Utilisent le traitement numérique du signal avec des techniques de télémétrie FMCW ou à impulsions | Filtrage numérique, diagnostics et sorties de données configurables | Avionique militaire moderne et plateformes autonomes |
| Altimètres radar compacts pour drones | Utilisent généralement des architectures radar FMCW miniaturisées ou d’autres architectures radar à courte portée | Faibles encombrement, poids et consommation d’énergie | Petits drones, multirotors et aéronefs à décollage et atterrissage verticaux (VTOL) |
| Modules d’altimètres radar intégrés | Combinent l’émission, la réception et le traitement radar au sein d’un ensemble intégré | Boîtier compact, installation simplifiée et réduction du matériel externe | Avionique embarquée et aéronefs autonomes |
| Altimètres radar à haute altitude | Utilisent des architectures de télémétrie radar conçues pour des distances de mesure étendues | Couverture altimétrique étendue avec des exigences spécifiques en matière d’antennes et de traitement | Plateformes aériennes et de haute altitude spécialisées |
Les altimètres radar déterminent l’altitude de l’aéronef en analysant le temps de propagation ou les caractéristiques de fréquence des signaux radio réfléchis par la surface située en dessous. Les systèmes électroniques de traitement convertissent ces mesures en données d’altitude destinées aux écrans du poste de pilotage, à l’avionique et aux contrôleurs de vol. La précision des mesures dépend de facteurs tels que l’assiette de l’aéronef, les caractéristiques de l’antenne, la géométrie du relief, la réflectivité de la surface et les conditions de réception du signal.
Les mesures d’altitude par radar fournissent des informations en continu sur la hauteur de l’aéronef au-dessus de la surface sous-jacente, complétant ainsi les références altimétriques barométriques et autres lors des vols à basse altitude. Ces mesures aident les pilotes et les systèmes de contrôle de vol à maintenir une bonne perception de l’écart vertical par rapport au relief ou à la surface de l’eau, en particulier lorsque l’élévation du sol varie considérablement ou que les références altimétriques conventionnelles n’indiquent pas directement la distance par rapport à la surface.
Les altimètres radar fournissent des mesures de distance verticale aux systèmes de surveillance de la distance par rapport au sol, d’alerte de proximité du sol et d’alerte d’altitude. Lorsqu’elles sont intégrées à des équipements avioniques compatibles, les données d’altitude radar peuvent déclencher des avertissements lorsqu’un aéronef s’approche de seuils d’altitude prédéfinis ou de situations potentiellement dangereuses. Toutefois, les altimètres radar à balayage vers le bas ne peuvent pas détecter de manière autonome un relief ascendant ou des obstacles situés devant l’aéronef, ce qui nécessite des capteurs supplémentaires ou des informations sur le relief pour assurer des fonctions d’alerte prédictive.
Les altimètres radar fournissent des informations d’altitude aux pilotes automatiques et aux systèmes de commande de vol compatibles, permettant ainsi aux aéronefs et aux drones de maintenir une altitude spécifiée par rapport à la surface sous-jacente. Les contrôleurs de vol utilisent ces mesures pour ajuster les commandes de contrôle vertical et compenser les variations d’élévation du relief. Les performances dépendent de la fréquence de mise à jour des capteurs, de la stabilité des mesures, des caractéristiques du relief et des capacités de réponse du système de commande de l’aéronef.
Pendant l’approche et l’atterrissage, les altimètres radar fournissent des mesures directes de la hauteur à proximité du sol, là où des informations précises par rapport à la surface revêtent une importance croissante. Les aéronefs dûment équipés peuvent utiliser ces mesures pour prendre en charge les fonctions d’atterrissage automatisé, les annonces d’altitude, le contrôle de l’arrondi, les fonctions de hauteur de décision et d’autres opérations de la phase d’atterrissage. Les données d’altitude radar complètent les autres données de navigation et de guidage utilisées pour gérer les dernières étapes de la descente.
Les mesures d’altitude radar peuvent être combinées avec des données de navigation inertielles, barométriques et satellitaires pour faciliter l’estimation de l’état vertical et le contrôle de vol. Les systèmes de navigation intégrés utilisent ces mesures complémentaires pour améliorer la cohérence des informations d’altitude, compenser les limites propres à chaque capteur et fournir des données aux fonctions de contrôle automatisées. Les architectures de fusion de capteurs peuvent également utiliser les données d’altitude radar pour faciliter le positionnement et la navigation par rapport au relief lorsque les informations de positionnement externes sont limitées.
Altimètre radar FMCW BORADAR-100 pour drones, développé par SAGLAMTEK
Les systèmes de navigation aérienne utilisent plusieurs technologies pour déterminer l’altitude, la hauteur ou la distance par rapport aux surfaces environnantes, chacune fournissant une référence différente. Les altimètres radar se distinguent en mesurant directement la distance par rapport à la surface réfléchissante située sous l’aéronef, plutôt qu’en déterminant l’altitude par rapport à une référence atmosphérique, satellitaire ou géographique fixe.
Les architectures de navigation intégrées peuvent associer des altimètres radar à des capteurs barométriques, des systèmes de navigation inertielle (INS) et des récepteurs GNSS, de sorte que chaque source fournisse des informations verticales complémentaires et contribue à améliorer la résilience globale de la navigation.
Les altimètres radar militaires peuvent être soumis à des exigences environnementales, électriques, électromagnétiques et de garantie de fiabilité du système, en fonction de l’aéronef, de l’installation, du programme d’acquisition et des critères de navigabilité ou de certification applicables.
La compatibilité électromagnétique revêt une importance particulière, car les altimètres radar conventionnels des aéronefs fonctionnent généralement dans la bande de fréquences comprise entre 4,2 et 4,4 GHz. Le déploiement de réseaux sans fil 5G dans des bandes adjacentes a suscité des inquiétudes quant à d’éventuelles interférences avec les récepteurs des altimètres radar, en particulier lorsque des signaux puissants affectent les performances des récepteurs. La compatibilité des altimètres radar avec la 5G dépend de facteurs tels que le filtrage du récepteur, la sensibilité aux interférences, les caractéristiques de l’antenne, les conditions d’installation et l’environnement RF environnant.
Les avancées en matière d’électronique radar, de traitement embarqué et de navigation autonome influencent la conception des altimètres radar militaires, l’accent étant de plus en plus mis sur la miniaturisation, la flexibilité de traitement, la tolérance aux interférences et l’intégration avec d’autres capteurs de navigation.
Ensemble, ces avancées favorisent l’intégration des altimètres radar dans des aéronefs militaires et des systèmes autonomes de plus en plus compacts, tout en répondant aux exigences strictes en matière de performances de mesure, de fiabilité, d’intégration à la navigation et de compatibilité électromagnétique.
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