Surface équivalente radar - Définition

Source: Wikipédia sous licence CC-BY-SA 3.0.
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.

- Introduction - Mesure - Calcul par simulation - Calcul - Bibliographie - Réduction de la SER

Introduction

Exemple de diagramme de surface équivalente radar (d'après Skolnik)

La surface équivalente radar (SER ou RCS pour radar cross section en anglais), ou surface efficace radar, est une propriété physique inhérente des objets indiquant l’importance relative de la surface de réflexion d'un faisceau électromagnétique qu’ils provoquent. La surface équivalente radar est fonction de la forme de l’objet, de la nature de son(ses) matériau(x) constitutif(s) ainsi que de la longueur d’onde, des angles d’incidence et de réflexion du rayonnement.

La SER est un paramètre spécifique à un quelconque objet (en fait un véhicule, avion ou navire) influant grandement sur sa susceptibilité d’être détecté par un radar. Représenté dans une formule mathématique (équation) la SER est désignée par la lettre grecque σ (sigma) exprimée en mètre carré.

Présenter une SER faible est une qualité essentielle pour un engin militaire (aéronef) qui lui permettra d’autant mieux d’échapper à un radar adverse. Des technologies de furtivité ont par conséquent été mises au point dans le but de réduire la SER. La SER d’un objet est en règle générale un secret militaire et n'est pas divulguée.

Le diagramme illustrant le présent article est dérivé d’un diagramme publié par M. I. Skolnik (voir bibliographie) représentant la SER σ/σ₀ mesurée de manière expérimentale sur le bombardier B-26 Invader pour une fréquence de 3 GHz.

Mesure

La SER d’un objet se mesure de manière typique à l’aide de radars. Cela peut s’effectuer en plein air ou dans une chambre anéchoïque absorbant dans leur totalité les ondes électromagnétiques de la fréquence émise.

Valeurs typiques mesurées à l’aide d’un radar à ondes centimétriques :

avions furtifs : 0,01 à 0,02 m²
missiles anti-aériens : environ 0,1 m²
avions de chasse : 0,1 à 1 m²
bombardiers : 1 à 2 m²
avions de transport lourds et avions commerciaux civils : jusqu’à 50 m².

Calcul par simulation

Au lieu de la mesurer sur un appareil terminé, il est devenu courant aujourd’hui de calculer la SER auparavant grâce à des programmes de simulation. Il est ainsi possible de calculer et d’optimiser à moindres coûts la SER des avions de combat dès la phase de conception.

Calcul

La SER est fonction de nombreux facteurs. Son calcul n’est possible que pour des objets de forme simple. Elle dépend de la forme de l’objet et de la longueur d’onde, plus précisément du rapport entre les dimensions de la structure illuminée et la longueur d’onde. Quantitativement, la SER exprime une surface effective qui réfléchit le faisceau incident de manière isotrope (homogène) dans l’espace. En trois dimensions la SER $σ$ est définie comme égale à :

$\sigma = 4 \pi R^{2} \frac{P_{\rm s}}{P_{\rm i}} \; .$

Où $P i$ est la densité de la puissance au niveau de la cible illuminée par le radar et $P s$ la densité de la puissance dissipée à une distance de $R$ de cette cible.