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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE. UNIVERSITE SAAD DAHLAB BLIDA 1

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE. UNIVERSITE SAAD DAHLAB BLIDA 1. Institut d‟Aéronautique et des Etudes Spatiales. Projet de fin d’études En vue de l’obtention du diplôme de MASTER en Aéronautique Option : CNS/ATM THEME: Simulation et Réalisation d’un radar sur circuit basse fréquence Encadré par: Mr LAGHA Mohand Réalisé par: -BOUNAB Mohamed Nadim -KECIRA Houssam Eddine PROMOTION : 2016 ملخص: يتكون مشروعىا ؛ أوال إوشاء محاكاة ل رادار على SIMULINK (ماتالب )قادر على تحذيذ بعذ الحاجز مىه. ثم إلى تحقيق رادار على التردد ات ال مىخفضة ي عرض بعذ الحاجز عه طريق سلسلة مه المصابيح ( leds ) . Abstract: Our project consists firstly of creating a simulation of a pulse radar on Simulink (Matlab) that determine the distance X of the target. Then, a realization of a radar on low frequency circuit, displaying the distance of the target by means of a series of LEDs. Résumé Notre projet consiste en la programmation sous simulLink d‟un radar à impulsion sur matlab, capable de déterminer la distance X de la cible par rapport au radar. D‟autre part faire une réalisation d‟un radar sur circuit basse fréquence affichant la distance de la cible (obstacle) à l‟aide d‟une série de Leds. Remerciements : Tout d’abord, nous tenons à exprimer tous nos remerciements et louanges à DIEU tout puissant qui nous a donné la force et la patience pour accomplir ce modeste travail. La rédaction de ce mémoire nous a permis d’apprécier la qualité des gens, qui nous ont apporté beaucoup d’aide et de soutien dans notre recherche et qu’on souhaite aujourd’hui les remercier. Nos remerciements les plus sincères s’adressent à notre encadreur Mr LAGHA Mohand, ainsi qu’à monsieur MEGUELATI et à madame AZINE, qui nous ont prodigués sans compter conseils et observations, qui ont répondu à toutes nos sollicitations et qui nous ont sans cesse encouragés à persévérer. En fin nos vifs remerciements à l'ensemble du corps enseignants de l’institut d’aéronautique de Blida qui nous ont accompagné et guidé tout au long de notre cursus universitaire pour mener à bien ce projet. Dédicace : J’exprime tout particulièrement ma gratitude à ma mère, mon père et à Mlle Khesrani Chiraz, qui m’ont écouté, aidé et beaucoup encouragé. Sans eux l’achèvement de ce projet aurait été beaucoup plus difficile. Je Leur dédie ce modeste travail. Nadim Je dédie ce modeste travail A celle qui m’a donné la vie, qui s’est sacrifiée pour ma réussite et mon bonheur, à ma mère. A mon père, qui a été mon ombre durant toutes les années des études et qui a veillé tout au long de ma vie à me donner l’aide et à me protéger. Que dieu les garde et les protège. A mA unique sœurs SARAH A mes meilleures amis, Samir, Nonor et Younes. Houssam Eddine SOMMAIRE SOMMAIRE: Résumé ....................................................................................................................................................... Remerciements : ............................................................................................................................................. Dédicace : ..................................................................................................................................................... Introduction générale ................................................................................................................................ 1 I CHAPITRE I : GÉNÉRALITÉS SUR LE SYSTÈME RADAR ............................................................................ 3 I.1 Introduction : ................................................................................................................................... 4 I.2 Composants d’un Radar : ................................................................................................................. 5 I.3 Principe de fonctionnement d’un Radar ......................................................................................... 7 I.4 Différentes types de Radars :........................................................................................................... 7 I.4.1 Le Radar à onde continue : ....................................................................................................... 7 I.4.2 Le Radar à impulsion :............................................................................................................... 8 I.4.3 Le Radar panoramique ............................................................................................................. 8 I.4.4 Le Radar de poursuite ............................................................................................................... 8 I.4.5 Le Radar de sitometrie (radioaltimètre) ................................................................................... 8 I.4.6 Le Radar transhorizon ............................................................................................................... 9 I.4.7 Le Radar illuminateur ............................................................................................................... 9 I.4.8 Le Radar à bruit......................................................................................................................... 9 I.5 Clutter et Bruit ................................................................................................................................. 9 I.5.1 Définition de Bruit .................................................................................................................... 9 I.5.2 Définition de Clutter ............................................................................................................... 10 I.5.3 Types de clutter (fouillis) : ...................................................................................................... 10 I.6 Équation Radar .............................................................................................................................. 11 I.7 Ambiguïté en distance ................................................................................................................... 12 I.8 Radar et effet Doppler ................................................................................................................... 13 I.9 Modèles de cibles fluctuantes : ..................................................................................................... 14 I.9.1 Modèle 1 de Swerling : ........................................................................................................... 15 I.9.2 Modèle 2 de Swerling ............................................................................................................. 16 I.9.3 Modèle 3 de Swerling ............................................................................................................. 16 I.9.4 Modèle 4 de Swerling ............................................................................................................. 16 I.9.5 Modèle 0 ou 5 de Swerling ..................................................................................................... 17 I.10 Phases de traitement de signal .................................................................................................. 17 I.11 Conclusion .................................................................................................................................. 18 SOMMAIRE II CHAPITRE II : ETUDE THEORIQUE DES DIFFERENTS ETAGES D’UN SYSTEME RADAR. ........................ 21 II.1 ETUDE DES DIFFERENTS COMPOSANT D’UN SYSTEME RADAR. ................................................. 22 II.1.1 L’ANTENNE : .................................................................................................................... 22 II.1.2 L'EMISSION : ................................................................................................................... 27 II.1.3 LA RECEPTION : ............................................................................................................... 28 II.1.4 EXPLOITATION ................................................................................................................ 30 II.1.5 SYNCHRONISATEUR : ...................................................................................................... 31 II.2 La simulation du radar sur Matlab : ........................................................................................... 31 II.2.1 Paramétrages des différents blocs : ............................................................................... 31 II.2.2 L’éxecution du simulateur : ............................................................................................ 43 II.2.3 Conclusion : .................................................................................................................... 44 III CHAPITRE III : LA REALISATION DU RADAR ET LA SIMULATION SUR MATLAB ................................ 45 III.1 L’ETUDE THEORIQUEDE DES DIFFERENTS ETAGES DU CIRCUIT BASSE FREQUENCE.................. 46 III.1.1 INTRODUCTION :............................................................................................................. 46 III.1.2 Schéma principale :......................................................................................................... 47 III.1.3 La paire de transducteurs: .............................................................................................. 48 III.1.4 Partie émission : ............................................................................................................. 48 III.1.5 Partie réception : ............................................................................................................ 53 III.2 Réalisation pratique du circuit basse fréquence. ....................................................................... 63 III.2.1 Principe: .......................................................................................................................... 64 III.2.2 Fonctionnement : ........................................................................................................... 64 III.2.3 La réalisation ................................................................................................................... 67 IV Conclusion générale : .......................................................................................................................... 73 ANNEXE :.............................................................................................................................................. 74 Bibliographie : ........................................................................................................................................ 77 LISTE DES FIGURES Liste des figures Figure I. 1 : Antenne Radar ........................................................................................................................... 4 Figure I. 2 : Radar, 120 ans de développement ............................................................................................ 4 Figure I. 3 : synoptique d’un Radar. .............................................................................................................. 6 Figure I. 4 : schéma représentant les différents types de radar .................................................................. 7 Figure I. 5 Illustration de l'ambiguïté en distance. ..................................................................................... 13 Figure I. 6 Modèles de surface équivalente ............................................................................................... 14 Figure I. 7 Swerling 1 .................................................................................................................................. 15 Figure I. 8 Swerling 2 .................................................................................................................................. 16 Figure I. 9 Swerling 3 .................................................................................................................................. 16 Figure I. 10 Swerling 4 ................................................................................................................................ 16 Figure I. 11 Swerling 5 ................................................................................................................................ 17 Figure I. 12 la phase du traitement de signal radar .................................................................................... 17 Figure I. 13 Schéma présentant différentes phase de traitement de signal radar..................................... 18 Figure II. 14 : Le courant électrique dans un dipôle à deux brins égaux dont la longueur ........................ 23 Figure II. 15 : Une antenne cornet .............................................................................................................. 24 Figure II. 16 : antenne à hélice axiale ......................................................................................................... 24 Figure II. 17 : Paraboloïde de révolution .................................................................................................... 25 Figure II. 18 : antennes à balayage conique ............................................................................................... 25 Figure II. 19 Antennes Cassegrain .............................................................................................................. 26 Figure II. 20 Antennes à balayage électronique ......................................................................................... 26 Figure II. 21 : chaine type de réception ...................................................................................................... 30 Figure II. 22 Projection plane d’écho détecté par un radar. ...................................................................... 31 Figure II. 23 schémas du circuit basse fréquence ....................................................................................... 47 Figure II. 24 : l’astable et les signaux en différentes pointes ..................................................................... 49 Figure II. 25 : montage d’un Dérivateur .................................................................................................... 51 Figure II. 26 La bascule monostable et les signaux en différentes pointes ................................................ 52 Figure II. 27 Etage d'amplification .............................................................................................................. 54 Figure II. 28 : montage Préamplificateur .................................................................................................... 54 Figure II. 29 : schéma équivalent du montage préamplificateur ............................................................... 55 Figure II. 30 : Montage amplificateur inverseur ......................................................................................... 56 Figure II. 31 : montage émetteur commun ................................................................................................ 57 Figure II. 32 : Circuit de démodulation ....................................................................................................... 58 Figure II. 33 : circuit séquenceur ................................................................................................................ 59 Figure II. 34 : Circuit de comptage et d’affichage de distance ................................................................... 60 Figure II. 35 : Le Trigger de Schmitt ............................................................................................................ 60 Figure II. 36 : Le compteur décimal 4017 ................................................................................................... 62 Figure II. 37 : différentes opérations réalisées par le 4017 ........................................................................ 63 Figure II. 38 : Graphique démontrant les sorties du compteur ................................................................. 63 Figure III. 39 : L'échelle de l'estimation de la distance de la cible .............................................................. 67 Figure III. 40 : Le circuit imprimé coté cuivre ............................................................................................. 68 Figure III. 41 : Le circuit imprimé coté éléments ........................................................................................ 68 Figure III. 42 : Radar en fonction sans cible (1 led allumé) ......................................................................... 69 Figure III. 43 : cible à plus de 1.5 m (1led allumé) ..................................................................................... 70 LISTE DES FIGURES Figure III. 44 : Cible à 1.2m (3 les allumé) ................................................................................................... 70 Figure III. 45 : Cible à 60 cm (6 led allumé) ................................................................................................ 71 Figure III. 46 : l'estimation de la distance de la cible .................................................................................. 71 Figure 47 : les circuits intégrés 4001 et 4011 ............................................................................................. 76 INTRODUCTION GENERALE 1 Introduction générale L‟histoire du Radar est une branche de l'histoire de l'électronique qui devient un des fondements de la stratégie militaire du XXe siècle. Les premières décennies du XXème siècle voyaient plusieurs découvertes en électronique rendant possible le développement d‟un système opérationnel, juste à temps pour la Seconde Guerre mondiale. Le Radar a joué un rôle crucial dans le conflit, et a probablement eu une contribution plus importante pour la victoire des Alliés que la bombe atomique. L‟expérience acquise pendant le conflit par un grand nombre de chercheurs a permis d‟élargir l‟utilisation du Radar à d‟autres domaines que le militaire tels que: l‟aviation civile, le contrôle maritime, la détection météorologique, les détecteurs de vitesse de nos routes, …etc. Avec la progression de la technologie tout-au-long les dernières cinquante années, le concept du radar n‟a cessé de se développer, et il est devenu un outil indispensable de surveillance quel que soit les variations du milieu. L‟objectif de ce uploads/Geographie/ projet-de-fin-d-x27-etudes-en-vue-de-l-x27-obtention-du-diplome-de-master-en-aeronautique-option-cns-atm.pdf