Modélisation des cibles détectées par un radar de surveillance maritime à haute résolution E. RADOI 1 , A. QUINQUIS 1 , P. SAULAIS 2 1 ENSIETA, Laboratoire E3I2, 2 rue François Verny, 29806 Brest, France, radoiem@ensieta.fr, quinquis@ensieta.fr 2 THALES NAVAL France, 7/9 rue des Mathurins, 92221 Bagneux, France, pierre.saulais@fr.thalesgroup.com Résumé – Afin d’optimiser les performances des radars à haute résolution pour la détection à la surface de la mer il est nécessaire de développer des modèles adéquats aussi bien pour les cibles navales que pour le fouillis de mer. Alors que ce dernier fait l’objet de nombreuses études, les modèles des cibles utilisés sont toujours ceux développés par Swerling. Le modèle proposé dans l’article intègre les effets de la haute résolution en distance assurée par le radar et de la visibilité géométrique discontinue, qui apparaît surtout dans le cas des petites cibles. Abstract – Appropriate models for both naval target and sea clutter are required in order to improve the detection performances of the high resolution radar operating at the sea surface. While many studies have been devoted to the sea clutter modelling, the target models are still those developed by Swerling. The model we propose in this paper integrate the effects of the high range resolution provided by the radar and of the discontinuous geometric visibility, which occurs especially in the case of small targets. 1. Introduction Pour les radars à haute résolution, l’idée acceptée initialement était que leurs performances en détection devaient s’améliorer puisque le fouillis intercepté par le radar diminuait. Néanmoins, les performances mesurées n’étaient pas forcément meilleures à cause du fait que l’hypothèse faite sur le caractère gaussien des observations n’était plus valable. L’aspect bien plus piqué du fouillis a pour conséquence directe une probabilité de fausse alarme beaucoup plus élevée que prévue, qui ne peut pas être supportée par le processeur radar [1]. Bien qu’essentielles, les caractéristiques statistiques du fouillis, très différentes en haute résolution par rapport à la faible résolution, ne sont pas les seules responsables de la dégradation des performances en détection des radars à haute résolution, lorsque ceux-ci utilisent des techniques standard. Les modèles classiques de cibles doivent eux aussi être adaptés au nouveau contexte. Cette idée nous a guidé vers le développement d’un nouveau modèle de cibles à haute résolution, qui est capable d’expliquer les pertes enregistrées sur le taux de détection, et ensuite de comparer les performances obtenues grâce aux approches standard, paramétrique et non-paramétrique, adaptées bien évidemment aux caractéristiques statistiques du fouillis K distribué [2]. Toute cible peut être approximée par une collection de points brillants dont la distribution spatiale et le pouvoir réfléchissant définissent sa caractéristique de réflectivité. Les points brillants sont supposés non-dispersifs dans les domaines fréquentiel et angulaire. A chaque point brillant correspond un signal réfléchi ayant l'amplitude k a et la phase k Φ . k a mesure la capacité du point brillant k à réfléchir les ondes électromagnétiques, alors que k Φ , dont la valeur est donnée par le retard, est liée à la position par rapport au radar. Le signal écho s'obtient alors par la superposition des signaux réfléchis par chacun des points brillants : ( ) 1 exp N k k k E a j = = ∑ Φ (1) La variation de l’amplitude du signal détecté par un radar à faible résolution est généralement prise en compte par les modèles de Swerling. Le modèle Swerling 0 considère que la SER de la cible ne fluctue pas (modèle théorique) et que par conséquent l’amplitude du signal réfléchi par la cible est inconnue et non-fluctuante. Le modèle Swerling 1 considère que les valeurs des amplitudes des impulsions réfléchies sur plusieurs tours d’antenne (scan-to-scan) sont des variables aléatoires indépendantes distribuées selon la loi de Rayleigh. Le modèle Swerling 2 considère que les amplitudes des impulsions réfléchies par la cible sur plusieurs périodes de récurrence successives (pulse-to-pulse) sont des variables aléatoires indépendantes distribuées selon la loi de Rayleigh. Les modèles Swerling 3 et Swerling 4 sont similaires aux modèles 1et 2 sauf que le type de la distribution est de Rayleigh à une dominante. Ces modèles sont bien adaptés pour décrire la variation de la SER de la cible, et par conséquent de l’amplitude du signal détecté, lorsque le radar est à faible résolution. Dans le cas d’un radar à haute résolution, la cible est vue sur plusieurs cellules de distance. L’échantillon correspondant à une seule cellule de distance est obtenu par la somme des signaux réfléchis par les points brillants appartenant à celle-ci. Contrairement aux radars à faible résolution pour lesquels la cible est tout le temps entièrement incluse dans une seule cellule de distance et où par conséquent le nombre des points brillants ne varie quasiment pas, pour les radars à haute