Validations expérimentales et application à l’imagerie ISAR

Validations expérimentales et application à l’imagerie ISAR

Dans ce dernier chapitre, nous exposons le dispositif expérimentale en détails. La vali- dation de notre approche est vérifiée en comparant les résultats de simulation de la SER de cibles canoniques et un bateau générique aux mesures réalisées pour les mêmes cibles au sein de la chambre anéchoïque de l’ENSTA Bretagne. Ensuite, nous exposons la démarche adoptée pour tenir compte du processus de calcul de la SER de cibles complexes (développé dans le chapitre 2) dans une application concernant l’imagerie radar ISAR. Nous proposons d’utiliser un découpage parallélépidédique pour estimer la contribution de la SER des différentes parties de la cible et permettant ensuite de générer l’imagerie d’une scène observée. Cette démarche est illustrée en considérant un modèle de bateau générique placé sur une surface maritime.Dans ce dernier chapitre, nous exposons approche de calcul et de représentation de la SER, basée sur le découpage parallélépidédique de la cible permettant d’estimer la contri- bution des différentes parties de la cible. Cette approche utilise la même combinaison de méthodes asymptotiques utilisées au chapitre 2 (Optique Physique (OP)-Optique Géomé- trique (OG)/Méthode des Courants Equivalents (MCE)), et tient compte de l’emsenble des mécanismes de dispersion (effet d’ombrage, réflexion spéculaire, double reflexions, et aussi la diffraction par les arêtes). L’estimation de la surface équivalente radar (SER) des dif- férentes parties de la cible permettent la reconstruction d’image radar de type ISAR (In- verse Synthetic Aperture Radar). Il existe plusieurs techniques de l’imagerie radar, parmi lesquelles l’imagerie radar SAR (Synthétic Aperture Radar) et ISAR sont les plus cou- rantes [Tou07]. Ces deux techniques sont diffèrentes dans leprincipe d’acquisition. L’imageSAR [CGM] [Com05] [Maî01] [OQ98], est obtenue par l’utilisation du mouvement d’un radar.

Tandis que l’image ISAR elle est reconstruite en se basant sur le mouvement de la cible. Notre cadre d’application se focalise sur l’imagerie ISAR. Ainsi, le travail présenté dans ce chapitre est essentiellement destiné à présenter et valider, via des mesures effectuées dans la chambre anéchoïque de l’ENSTA Bretagne, la méthodologie adoptée dans le chapitre 2 permettant d’estimer la signature électromagnetique (EM) d’une cible complexe. Les résultats obtenus ont été utilisés dans le processus de reconstruction, et l’analyse de scènes observées (avec ou sans cible complexe). Afin de valider et d’illustrer notre approche, nous avons utilisé dans nos mesures expérimentales ainsi que dans nos simulations le modèle de bateau générique présenté sur la figure 4.2-a. Le bateau exploité est composé d’une coque et de deux cylindres couvert d’aluminum, pour une longueur de 79 cm, une largeur de14 cm et une hauteur de 35 cm. Tout d’abord, nous présentons dans ce chapitre les équiments de mesure utilisés pour effectuer les expérimentations. Ensuite nous présentons les caractéristiques de la surface équivalente Ra- dar (SER) de bateau générique utilisé, en mettant l’accent sur la configuration géométrique adoptée pour le calcul de sa réponse électromagnetique. Nous validons ainsi le test de visibi- lité (chapitre 2) pour le bateau générique de la figure 4.2, puis nous comparons les résultats théoriques pour une plaque carrée et un dièdre par rapport aux mesures effectuées dans la chambre anéchoïque. Nous terminons la validation par une comparaison entre la SER théo- rique du bateau générique et les mesures effectuées. Ensuite, nous présentons le principe de la représentation parallélépipédique proposé pour la SER d’une cible complexe. Enfin, nous présentons l’application concernant l’imagerie ISAR d’une scène [BCk12]. Nous présentons le concept utilisé pour des simulations ISAR ainsi que les expérimentations réalisées dans la chambre anéchoïque, en rappellant le principe de l’imagerie ISAR. Les premiers résultats de l’imagerie ISAR obtenue sont alors présentés.

Configuration géométrique du bateau générique

Le calcul électromagnétique couvre aujourd’hui beaucoup de recherches et de développe- ments dans différents domaines. Nous nous sommes focalisés dans ce chapitre sur les pro- blèmes de diffusion EM et notamment l’analyse de la SER de grandes et petites structures. Pour ceci, nous présentons la géométrie de diffusion adoptée pour le modèle de bateau pré- senté sur la figure 4.2, ainsi que son maillage triangulaire surfacique associé (figure 4.3-b). Le positionnement de la cible dans son repère 3D est une étape essentielle dans le calcul de la surface équivalente radar (SER) d’une cible de forme arbitraire comme nous l’avons précisé dans le chapitre 3. La figure 4.3-a illustre la géométrie de diffusion que nous avons considéré pour cette application. Le maillage en facettes triangulaires de la cible est généré à l’aide d’un outil de CAO (CATIA). En accord avec l’approximation haute fréquence pour les méthodes asymptotiques adoptées, la taille de cible doit être grande devant la longueur d’onde. Afin de respecter ce critère, les cibles qui ont des surfaces circulaires doivent être discrétisée avec un maillage triangulaire trés fin. La valeur maximale de la facette triangulaire est de l’ordre de λ/200. La figure 4.3-b représente le maillage en facettes triangulaires de la maquette de bateau adoptée pour notre application.