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Theses Year : 2019

Sampling architecture for RADAR imaging

Architecture d’échantillonnage rapide pour l’imagerie RADAR

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Oussama Hamdi
  • Function : Author

Abstract

Typically, the waveforms transmitted by UWB radar cover a spectrum higher than a decade, in the 100MHz-10GHz frequency range. UWB Radar imaging has grown significantly in recent past years and is used for a large number of applications as defence, civil security and biomedical. One of their advantages lies in the fact that microwaves are able to penetrate through non-conductive materials with centimeter resolution. In UWB pulse radar, the bandwidth can reach several GHz, so that an Analog-to-Digital Converter (ADC) needs a high sampling rate and with a high resolution (>12 bits) to guarantee enough dynamic range. However, it is now possible to directly measure time-domain radar signal by associating an ADC with a Track and Hold Amplifier T&HA with wide RF bandwidth and with a maximum sampling frequency of several GSa/s. This work involves the development of a UWB SAR Radar demonstrator based on the use of a coherent sub-sampling technique for measuring UWB Radar signals. This UWB Radar demonstrator is built around a fast ADC (500 MS/s), an FPGA, and an ultra-wideband T&HA (5 GHz). It allows target detection by processing based on the use of a Radar image reconstruction algorithm.
Les systèmes Radar ULB utilisent des signaux dont le spectre dépasse une décade et se situe dans la bande 100MHz-10GHz. L’imagerie Radar ULB s’est beaucoup développée ces dernières années. Elle couvre un large champ applicatif : la défense, la sécurité civile, le biomédical. Elle permet en effet de pénétrer à travers les matériaux non conducteurs avec une résolution centimétrique. Dans les radars à impulsions ULB, la bande passante peut atteindre plusieurs GHz, de sorte qu'un Convertisseur Analogique-Numérique (CAN) pouvant échantillonner à cette vitesse avec une résolution de 10 à 14 bits est très difficile à concevoir. Il est toutefois possible de mesurer directement un signal Radar ULB reçu dans le domaine temporel en associant un CAN avec un T&HA avec une fréquence d’échantillonnage maximale de plusieurs GSa/s. Ces travaux portent sur le développement d’un démonstrateur Radar SAR ULB qui repose sur l’utilisation d’une technique de sous-échantillonnage cohérent pour la mesure des signaux Radar ULB. Ce démonstrateur Radar ULB est construit autour d’un CAN rapide (500 MS/s), d’un FPGA,et d’un T&HA ultra-large bande (5 GHz). Il permet ainsi la détection decibles en trois dimensions grâce à un algorithme de backpropagation.
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tel-02515961 , version 1 (23-03-2020)

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  • HAL Id : tel-02515961 , version 1

Cite

Oussama Hamdi. Architecture d’échantillonnage rapide pour l’imagerie RADAR. Electronique. Université de Limoges, 2019. Français. ⟨NNT : 2019LIMO0120⟩. ⟨tel-02515961⟩
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