Radar passif - Définition

Introduction

Un radar passif est un radar qui peut détecter et suivre un objet en utilisant les réflexions de sources étrangères au système telles que des stations de radiodiffusion ou de radiocommunication. C'est un cas particulier du radar bistatique qui peut utiliser soit une source faisant partie de son système, soit une source étrangère.

Introduction

Un radar conventionnel est constitué d'un émetteur et d'un récepteur situés au même endroit et qui se partagent la même antenne pour l'émission et la réception. On émet un signal pulsé, et en mesurant le temps du parcours jusqu'à la cible et retour sur l'antenne on calcule la distance de l'objet.
Dans le cas d'un radar passif, il n'y a pas d'émetteur dédié. À la place, le récepteur utilise un émetteur d'opportunité — ne faisant pas partie de son système — et mesure la différence de marche entre le signal qu'il reçoit directement de l'émetteur, et le signal réfléchi par la cible. Cette mesure permet de déterminer la « distance bistatique » de l'objet qui se présente sous forme d'une ellipse, l'émetteur et le récepteur occupant respectivement les foyers de l'ellipse. En plus de la distance bistatique, un radar passif permet de mesurer le décalage de fréquence de l'écho par effet Doppler et dans certaines configurations son azimut. Ces informations étant connues on peut calculer la position, le cap et la vitesse de la cible. Dans certains cas on peut utiliser plusieurs émetteurs et/ou plusieurs récepteurs et augmenter ainsi la pertinence et la précision de la mesure (multistatisme). On peut noter que si l'on dispose de plus de trois géométries différentes de couples émetteur-récepteur non liées, alors le vecteur vitesse obtenu est un vecteur vitesse absolu et non un simple vecteur radial comme dans un radar monostatique ou bistatique.
Le terme de « radar passif » est parfois utilisé improprement pour désigner les capteurs qui permettent la surveillance des avions à l'aide de leurs émissions infrarouges ; en effet, ces systèmes n'utilisent pas une énergie réfléchie par la cible et sont plus justement nommés MRE (Mesures de renseignements électroniques).

Principales sources utilisables

On a développé des systèmes de radars passifs qui utilisent chacune de ces sources :

• télévision analogique,
• radio FM,
• stations terrestres de GSM,
• diffusion audionumérique,
• diffusion vidéonumérique,
• émetteurs terrestres de TV haute définition en Amérique du Nord.

Les signaux des satellites ne conviennent généralement pas car, soit leur puissance est trop faible, soit leur orbite est telle que leur temps de passage est trop court. Comme exception on peut toutefois citer les satellites radar et les satellites de radiodiffusion.

Histoire

L'idée d'un récepteur radar utilisant des ondes radio réfléchies existantes provenant d'un émetteur distant n'est pas nouvelle. Les premiers essais au Royaume-Uni, furent conduits en 1935 par Robert Watson-Watt qui démontrèrent le principe en détectant un bombardier Handley Page Heyford à une distance de 12 km en utilisant l'émetteur de radiodiffusion de la BBC à Daventry (Northamptonshire).
Les premiers radars étaient bistatiques car on ne savait pas encore faire la commutation émission/réception sur une même antenne. Dès le début des années 1930 plusieurs pays utilisèrent des systèmes de radars bistatiques pour leurs réseaux de défense aérienne. Par exemple, les Britanniques avaient mis sur pied le Chain home, la France utilisait un radar bistatique à porteuse continue en configuration « barrière », les Russes eux aussi avaient un système à porteuse continue, le RUS–1, et les Japonais également.

Les Allemands ont utilisé un radar bistatique passif au cours de la Seconde Guerre mondiale. Ce système, appelé le Kleine Heidelberg, était situé à Ostende et était constitué d'un récepteur bistatique qui utilisait les émissions du Chain home britannique comme source extérieure pour détecter les avions survolant le Sud de la mer du Nord.

Les systèmes bistatiques ont laissé la place aux systèmes monostatiques avec l'apparition de la commutation synchronisée en 1936. Ces systèmes monostatiques sont beaucoup plus aisés à mettre en œuvre en supprimant les problèmes de géométrie complexes inhérents aux configurations à émetteur et récepteur séparés. De plus, leur usage embarqué à bord d'avions ou de bateaux est devenu possible avec la miniaturisation de l'électronique.
Au début des années 1950, les systèmes bistatiques ont eu un regain d'intérêt avec la découverte des propriétés de la diffraction des ondes radar.

Des expériences aux États–Unis d'Amérique ont conduit à l'utilisation d'un système bistatique, le AN/FPS-23 fluttar radar, dans la ligne DEW (Distant Early Warning) nord-américaine. Il s'agissait d'un radar bistatique à faisceau fixe en configuration barrière, développé en 1955, et destiné à détecter le franchissement de la ligne DEW par des bombardiers volant à faible altitude. Les radars fluttar étaient conçus pour surveiller les zones d'ombre entre les radars de surveillance monostatiques MPQ-64 Sentinel. Les radars fluttar sont restés en service sur la ligne DEW pendant cinq ans.

Avec la baisse du coût de l'informatique et l'arrivée de récepteurs numériques dans les années 1980, on assiste à un nouveau regain d'intérêt pour les radars passifs. Pour la première fois les ingénieurs ont pu utiliser des techniques numériques du traitement du signal pour se servir de différents signaux radioélectriques et des techniques de la corrélation croisée pour obtenir des informations suffisamment précises pour détecter des cibles et estimer leur distance bistatique et leur décalage Doppler. Des programmes secrets étaient poursuivis dans plusieurs pays, mais c'est en 1998 que Lockheed-Martin Mission Systems lança le premier matériel commercial avec son Silent Sentry system qui utilisait les émissions des radios FM et des émetteurs de télévision analogiques.

L'intérêt principal d'un tel radar est son faible coût : 20 fois moins qu'un radar actif. De plus, il est indétectable puisque qu'il n'y a aucune émission autres que les ondes radios et télévisées locales qu'un avion équipé d'un détecteur de radar puisse noter. Finalement, il peut détecter les avions furtifs car ceux-ci sont dessinés pour minimiser le retour vers le radar émetteur et non pour limiter leur signature dans les autres directions. L'Otan a soupçonné les forces Serbes au Kosovo d'utiliser ce type de radar à cause de ces trois avantages. Le 27 mars 1999, un bombardier furtif américain F-117A a été abattu et les autorités pensent qu'il a été repéré par un radar passif de fabrication tchèque, de classe Tamara, sans pouvoir le prouver . On craint que la même chose puisse se produire dans divers théâtres de combat comme en Irak.