Le radar...cet auxiliaire de sécurité !
Forme du faisceau ou focalisation
Il est mentionné dans les caractéristiques des radars deux données très importantes concernant l’antenne, par exemple:
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faisceau horizontal : entre 2° et 6°
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faisceau vertical : 25° et 30°
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Les ondes électromagnétiques, émanant de l'antenne d'un radar, sont concentrées et réfléchies, comme les ondes lumineuses, dans une seule direction, par un réflecteur faisant partie de l'antenne. Il ne s'agit pas, comme pour le projecteur, d'une focalisation de forme ronde, mais d'une focalisation en éventail. |
Pour repérer les cibles, l'antenne émet sur le plan horizontal, un rayon très étroit
entre 6° et 2°. Plus une antenne est large, plus le faisceau est étroit.
Un faisceau large
(6°) caractéristique des antenne sous radôme (de diamètre entre 45 et 60
cm), pourra confondre les échos de deux bateaux en une seule cible tandis qu'un faisceau étroit
(2°) des antennes à poutre (de diamètre entre 120 et 180 cm), illustrera bien nettement les deux cibles.
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Sur le plan vertical, le rayon de balayage est de 25° à 30º et son centre est dirigé vers l'horizon de façon à tenir compte du roulis et du tangage sans perdre les cibles de vue.
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Si la focalisation verticale est trop grande, il y a
gaspillage d'énergie; par contre, si elle est trop petite, un objet (bouée, berge basse, ponton), se trouvant sous la portée de
l'antenne, ne peut en théorie plus être repéré.
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Aucune antenne n'est parfaite. Le projecteur lui non plus ne
peut focaliser son faisceau d'une manière parfaite. On perçoit non seulement les objets se trouvant dans le cône du projecteur,
mais également ceux qui ne sont pas éclairés directement.
Ce phénomène a la même origine pour le projecteur et l'antenne du radar: il est provoqué par des lobes
secondaires plus petits et moins intensifs émis à côté du lobe principal.
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Ainsi, la première bouée qui n'est pas captée par le lobe principal mais par les lobes secondaires, est tout de même reproduite.
Calcul de la portée maximum d'un radar
La portée horizontale du radar dépend des phénomènes atmosphériques, de la courbure de la
terre et des propriétés du faisceau émis.
La portée maximale est déterminée par la puissance de l'émetteur et par la sensibilité du
récepteur, mais elle est aussi limitée par la courbure de la terre. Les ondes
radar se propagent plus ou moins en ligne droite et ne pourront pas suivre la courbure de la
terre. L'horizon radar est donc à portée optique et sera d'autant plus grande que
l'antenne sera placée plus haut.
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En deçà de l'horizon, les cibles situées au ras de l'eau seront détectables, au-delà, seules les cibles plus élevées le seront.
La formule suivante, permet d'estimer la distance à l'horizon :
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Sensibilité de détection
Deux conditions doivent être satisfaites pour qu'une
cible soit détectée au radar. Celle-ci doit être située au-dessus de l'horizon
radar et renvoyer un écho suffisamment puissant.
La force d'un écho renvoyé par une cible dépend grandement de la largeur
de celle-ci et de sa hauteur au-dessus de l'horizon radar. Ces facteurs ne sont
cependant pas les seuls et une petite cible très réfléchissante peut fort bien renvoyer un écho supérieur à celui d'une cible plus importante mais dont
le pouvoir de réflexion est faible.
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L'aspect est un facteur important affectant la force de l'écho. De nombreux objets qui sembleraient devoir donner de bons échos s'avèrent de mauvaises cibles radar parce que l'énergie qu'ils renvoient est réfléchie dans une direction autre que celle d'origine (phénomène exploité par les bateaux furtifs). Les pires cibles sont constituées par les surfaces unies et légèrement en pente comme les rivages sablonneux, les bancs de sable ou de boue, et les collines aux pentes douces, de formes régulières et dénuées de végétation.
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Les surfaces verticales, telles que falaises et les bâtiments isolés qui présentent une surface relativement unie, constituent de bonnes cibles dans la mesure où elles font face au radar.
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La conductivité électrique joue également un grand rôle : les bons conducteurs (métaux), bâtiments, enrochements, etc, réfléchissent mieux que les mauvais (bois, plastique).
Coins réflecteurs
Nous savons que l'onde radar est particulièrement sensible à la géométrie de la surface, ainsi un coin réflecteur constitue un objet extrêmement rétrodiffusant. Comme démontré ci-dessous, quel que soit l'angle d'incidence de l'onde, toute l'énergie est rétrodiffusée, exceptée bien entendu celle absorbée par l'objet.
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Le radar ne perçoit que les distances, or la distance parcouru par l'onde est strictement identique quelque soit la position où elle frappe l'objet. L'écho total renvoyé est donc interprété comme provenant de la base du coin réflecteur quelque soit ses dimensions.