Les logiciels de traitement radar transforment les signaux radar bruts en données exploitables pour la détection, le suivi, la classification, l'imagerie et la connaissance de la situation au sein des systèmes de défense. Les fonctions de traitement peuvent inclure la compression d'impulsions, l'analyse Doppler, la détection CFAR, la formation numérique de faisceaux, la formation d'images SAR, les fonctions MTI et GMTI, le suivi multi-cibles et la reconnaissance de cibles.
Cette page présente les fournisseurs de logiciels de traitement radar prenant en charge des applications telles que la surveillance aérienne et maritime, la lutte contre les drones (UAS), le contrôle de tir, la navigation et la connaissance du domaine.
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Solutions de traitement radar marin de nouvelle génération pour une meilleure connaissance de la situation dans les applications navales et de défense
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Les logiciels de traitement radar convertissent les signaux bruts renvoyés par le radar en informations que les opérateurs, les systèmes autonomes et les réseaux de commandement peuvent utiliser à des fins de détection, de suivi, de classification, d’imagerie et de connaissance de la situation. En fonction de l’architecture du radar, le traitement peut être réparti entre des composants électroniques embarqués, des ordinateurs de mission, des accélérateurs dédiés ou des nœuds de traitement en réseau.
Les logiciels radar modernes doivent traiter d’importants volumes de données tout en répondant à des exigences strictes en matière de latence, de précision, de fiabilité et de résilience face aux aléas environnementaux. Un processeur radar peut combiner des algorithmes classiques de traitement du signal avec des techniques adaptatives, la fusion de capteurs et, de plus en plus, l’apprentissage automatique afin d’extraire des informations utiles à partir d’environnements électromagnétiques complexes ou perturbés.
Les chaînes de traitement radar varient selon la mission et la forme d’onde, mais plusieurs fonctions sont largement utilisées dans les systèmes militaires de surveillance, de ciblage, de navigation et d’imagerie. Avant les étapes de détection et de suivi de niveau supérieur, le traitement comprend généralement le conditionnement du signal, l’étalonnage, le filtrage adapté ou la compression d’impulsions, le traitement de la distance, le traitement Doppler, la suppression des échos parasites et la définition de seuils de détection. Les techniques de taux constant de fausses alarmes (CFAR) sont fréquemment utilisées pour adapter les seuils de détection à l’évolution des conditions de bruit et d’échos parasites.
La formation de faisceaux combine les signaux provenant de plusieurs éléments d’antenne afin de contrôler la réception ou la transmission dans des directions sélectionnées. La formation de faisceaux numérique effectue une grande partie de ce traitement de manière numérique, ce qui permet aux systèmes radar de former plusieurs faisceaux simultanés, d’ajuster les diagrammes de rayonnement, de supprimer les interférences et de prendre en charge des changements rapides de la couverture de surveillance sans avoir à repositionner mécaniquement l’antenne. Un étalonnage précis du réseau d’antennes, ainsi que la synchronisation temporelle et de phase, sont essentiels pour maintenir les performances du faisceau.
Logiciel de traitement radar ProteusCore de Tocaro Blue
Le radar à ouverture synthétique (SAR) utilise le mouvement d’une plate-forme radar pour créer une ouverture d’antenne effective plus grande que l’antenne physique elle-même. Le logiciel de traitement radar combine des mesures cohérentes en phase collectées le long de la trajectoire de la plate-forme afin de générer des images haute résolution. Le traitement peut inclure la compensation de mouvement, la compression de distance, la compression d’azimut et la formation d’images, ce qui permet la cartographie du terrain, la reconnaissance, la détection des changements et l’analyse des cibles.
Les techniques de détection des cibles mobiles (MTI) utilisent les informations Doppler ou des mesures radar successives pour distinguer les objets en mouvement d’un arrière-plan fixe. La détection des cibles mobiles au sol (GMTI) applique ces principes aux cibles de surface en mouvement, telles que les véhicules et le personnel. Un traitement efficace doit tenir compte des échos parasites, du mouvement de la plate-forme, des effets du relief, des vitesses ambiguës et d’autres échos indésirables, tout en conservant les cibles présentant des vitesses radiales relativement faibles.
Les radars à balayage électronique et à réseau phasé orientent leurs faisceaux en contrôlant la phase et l’amplitude relatives des signaux entre les éléments d’antenne. Le logiciel radar coordonne la planification des faisceaux, l’étalonnage du réseau, la sélection des formes d’onde, la gestion des ressources et le traitement du signal, permettant ainsi un balayage rapide et prenant en charge de multiples fonctions radar dans le cadre de contraintes de temps et de ressources de traitement strictement gérées.
Les algorithmes de classification analysent des caractéristiques telles que le comportement de la section efficace radar, les signatures Doppler et micro-Doppler, le mouvement, les profils de distance ou les caractéristiques d’image afin de différencier les catégories d’objets détectés. Des logiciels d’analyse radar plus avancés peuvent combiner des mesures dans le temps ou corréler les informations radar avec celles d’autres capteurs afin d’améliorer la fiabilité de la classification et de faciliter la reconnaissance des cibles.
Le suivi multi-cibles associe les détections aux pistes existantes tout en estimant la position, la vitesse, le cap et d’autres informations d’état de plusieurs objets. Des techniques de filtrage et d’estimation sont utilisées pour prédire et mettre à jour les états des cibles. Le traitement doit tenir compte des détections manquées, des fausses alarmes, des trajectoires qui se croisent, des cibles en manœuvre et des environnements à forte densité de cibles. La logique de gestion des pistes détermine également à quel moment les pistes doivent être créées, mises à jour, confirmées ou supprimées.
Les systèmes radar d’imagerie nécessitent un traitement permettant de transformer des mesures radar complexes en représentations interprétables du terrain, des structures, des navires, des véhicules ou d’autres cibles. Les fonctions de visualisation peuvent également afficher les détections, les traces, les informations Doppler, les valeurs de confiance et l’état des capteurs, permettant ainsi aux opérateurs d’interpréter les données radar parallèlement aux autres informations de mission.
Le traitement radar soutient des missions allant de la surveillance à grande échelle au suivi de précision. Les algorithmes, l’architecture de calcul, les fréquences de mise à jour et les exigences en matière de latence dépendent fortement du rôle opérationnel du radar.
Les radars de surveillance surveillent de vastes zones à la recherche d’aéronefs, de véhicules, de personnel, de navires ou d’autres objets d’intérêt. Les logiciels de traitement suppriment les échos parasites, détectent les cibles potentielles, maintiennent les traces et peuvent hiérarchiser les objets en vue d’une analyse plus approfondie. Les systèmes maritimes et navals doivent tenir compte des échos parasites marins et de l’évolution des conditions de surface, tandis que les radars terrestres doivent composer avec le relief, la végétation, les effets de trajets multiples et d’autres sources d’interférences.
Le traitement des données des radars de défense aérienne met l’accent sur la détection rapide, le suivi précis et les mises à jour régulières concernant des menaces potentiellement rapides ou manœuvrantes. Les systèmes d’alerte et de suivi de missiles peuvent traiter des trajectoires à grande vitesse sur de vastes volumes d’engagement, en fournissant des données de suivi aux réseaux de commandement et de contrôle, aux systèmes défensifs ou à d’autres capteurs chargés de l’évaluation des menaces et de l’engagement.
Les radars de conduite de tir nécessitent des mesures précises capables de prendre en charge le guidage des armes et l’engagement. Les systèmes de localisation d’armes et de lutte contre les batteries analysent les trajectoires des projectiles afin d’estimer leurs points d’origine ou d’impact. Ces applications accordent une importance particulière à une faible latence de traitement, à la précision des mesures, à la continuité de la poursuite et à des performances fiables dans des environnements encombrés ou contestés.
Les logiciels de radar de lutte contre les drones doivent détecter et suivre des cibles relativement petites, lentes ou volant à basse altitude, qui peuvent être difficiles à distinguer des oiseaux, du relief, des bâtiments et d’autres interférences. La classification, l’analyse micro-Doppler et l’analyse du comportement des cibles peuvent aider à distinguer les aéronefs sans pilote potentiels des objets inoffensifs avant que les informations ne soient transmises aux systèmes d’identification ou de contre-mesures.
Les plateformes de renseignement, de surveillance et de reconnaissance (ISR) utilisent le radar pour étendre l’observation à de vastes zones et dans des conditions où les capteurs optiques peuvent être limités. Les systèmes d’alerte précoce aéroportés (AEW) peuvent combiner le traitement radar à longue portée avec la gestion des cibles et la diffusion des données, tandis que les systèmes de champ de bataille intègrent les détections radar à des réseaux plus vastes de commandement, de capteurs et de renseignement.
Le traitement radar peut prendre en charge la navigation relative au relief, la détection d’obstacles, la mesure d’altitude et les fonctions de suivi du relief pour les aéronefs et les plateformes sans pilote. À des portées bien plus grandes, des systèmes radar spécialisés contribuent à la connaissance du domaine spatial en détectant et en suivant les satellites, les débris et autres objets en orbite, ce qui nécessite des mesures, des associations et un traitement des trajectoires d’une grande précision.
Les logiciels radar sont généralement intégrés dans des architectures électroniques de défense plus vastes ; les exigences relatives aux plateformes peuvent donc aller au-delà des algorithmes de traitement proprement dits. Les considérations pertinentes peuvent inclure :
Les normes applicables dépendent de la plate-forme, du programme d’acquisition, de l’architecture du système, de la réglementation de navigabilité et de l’environnement opérationnel prévu.
Les progrès en matière de performances de calcul et d’architectures définies par logiciel élargissent l’éventail des fonctions pouvant être exécutées au sein des chaînes de traitement radar. Parmi les évolutions importantes, on peut citer :
Ces évolutions renforcent l’importance des logiciels de traitement radar modulaires, capables de s’adapter à l’évolution du matériel, des algorithmes, des exigences de mission et des architectures des systèmes de défense.
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