La détection des émetteurs à faible puissance d’émission ou radars LPI - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Detection of transmitters with low probability of intercept or LPI radars

La détection des émetteurs à faible puissance d’émission ou radars LPI

Résumé

The interception of non-cooperative radar emissions operated by electronic warfare (EW) receivers is a defense and security issue. The generalization of “low probability of intercept” radars, also known as LPI radars, characterized by signals with a very low signal-to-noise ratio (SNR) due to the distribution of the power radiated in the time and mainly, define systems capable of operating under the sensitivity of the usual GE receivers. To lead the detection of radars with low SNR and LPI waveforms, we propose to approach three detectors based on three different reasonings. It is shown that these three detectors bring a gain to detection compared to usual receivers, on the waveforms of interest. The first adapts the usual GE paradigm, consisting in integrating over durations representing a fraction of the radar signal pulse. The detection threshold usually applied to operate this detection is drastically lowered. This is followed by the shaping of the predetections into regions by geometric conditions, from which a geometric detection criterion is applied. We thus obtain jointly the detection and a proposal for the construction of the radar pulse. The second detector, based on cyclic autocorrelation, abandons the usual GE paradigm in favor of integration over a large number of pulses. Very high detection performance is demonstrated for several families of waveforms of interest. The detector allows the estimation of several parameters of interest, useful for the characterization of signals. The last detector is an adaptation to the GE of MIMO radars or telecommunications receivers. It consists in operating the detection from the calculation of the correlation matrix on a large number of antennas covering the same portion of space. We show that it allows detection on all conceivable deterministic or random waveforms and that it jointly operates the estimation of the number of detected signals.
L’interception des émissions radar non-coopératifs opérée par des récepteurs de guerre électronique (GE) est un enjeu de défense et de sécurité. La généralisation de radars « à faible probabilité d’interception », dits radars LPI (Low Probability of Intercept), caractérisés par des signaux à rapport signal sur bruit (SNR) très faible dû à la répartition de la puissance rayonnée dans les domaines temporel et fréquentiel principalement, définissent des systèmes capables de fonctionner sous la sensibilité des récepteurs GE usuels. Pour mener la détection des radars à faible SNR et à formes d’onde LPI, nous proposons d’aborder trois détecteurs basés sur trois raisonnements différents. On montre que ces trois détecteurs apportent un gain à la détection par rapport aux récepteurs usuels, sur les formes d’onde d’intérêt. Le premier adapte le paradigme usuel de la GE, consistant à intégrer sur des durées représentant une fraction de l’impulsion du signal radar. Le seuil de détection habituellement appliqué pour opérer cette détection est drastiquement abaissé. S’ensuit la mise en forme des prédétections en régions par conditions géométriques, à partir de laquelle un critère géométrique de détection est appliqué. On obtient ainsi conjointement la détection et une proposition de construction de l’impulsion radar. Le deuxième détecteur, basé sur l’autocorrélation cyclique, abandonne le paradigme usuel de la GE au profit d’une intégration sur un grand nombre d’impulsions. On met en évidence des performances de détection très élevées et ce, pour plusieurs familles de formes d’onde d’intérêt. Le détecteur autorise l’estimation de plusieurs paramètres d’intérêt, utiles pour la caractérisation des signaux. Le dernier détecteur est une adaptation à la GE des radars MIMO ou des récepteurs de télécommunications. Il consiste à opérer la détection à partir du calcul de la matrice de corrélation sur un grand nombre d’antennes couvrant la même portion d’espace. On montre qu’il autorise la détection sur toutes les formes d’onde déterministes ou aléatoires envisageables et qu’il opère conjointement l’estimation du nombre de signaux détectés.
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Dates et versions

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Identifiants

  • HAL Id : tel-04416337 , version 1

Citer

Antoine Foucault. La détection des émetteurs à faible puissance d’émission ou radars LPI. Traitement du signal et de l'image [eess.SP]. ENSTA Bretagne - École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2020. Français. ⟨NNT : 2020ENTA0014⟩. ⟨tel-04416337⟩
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