LE RADAR

« mais à 300 000 000 m/s : il ne leur faut qu'une microseconde pour faire un parcours total de 300 m.

• Le problème de la puissance Même si on les dirige avec des réflecteurs, les ondes ont une regrettable tendance à se disperser : une plaque de surface S, située à une distance d d'un émetteur, reçoit une puissance proportion­ nelle à S/ d 2 : il y a décroissance en raison inverse du carré de la distance.

Une fois cette puissance reçue, la plaque envoie l'écho, le plus souvent, dans toutes les directions : il y a de nouveau dispersion de l'onde et si l'écho doit revenir au voisinage du point où se trouve l'émetteur, il va encore être atténué dans le rap­ port d 2 • Le signal d'écho reçu aura donc une puis­ sance qui décroît comme d 4 : la quatrième puis­ sance de la distance qui sépare la plaque de 1 'ensemble émetteur-récepteur.

La fameuse « équation du radar » qui donne la puissance reçue r, en fonction de la puissance émise P, est : r = p G' A' S 64 n3 d4 où G est le « gain d'antenne », coefficient indi­ quant combien de fois on a renforcé l'émission dans la direction où on la concentre, par rapport à la puissance qui serait émise si les ondes étaient rayonnées identiquement dans toutes les direc­ tions; À est la longueur d'onde émise.

On aurait tendance à conclure que l'on a intérêt à augmenter cette longueur d'onde, mais ce serait négliger le fait que G varie comme : A/A' où A désigne la surface du réflecteur.

On voit, en raison du d4 au dénominateur que, même avec un gain d'antenne G = 2 000, la lon­ gueur d'onde étant À = 0,1 rn, une surface par­ faitement réfléchissante de S = 1 m' à une dis­ tance d (en mètres) renvoie au récepteur une puis­ sance r voisine de : cela donne: , = p 20 d4 - pour d = 375 rn, r = P .

10· 9 (un milliar­ dième de P); - pour d = 2, 1 km, r = P .

10· 12 (un millio­ nième de millionième de P); .

- . pour d =:' _66 km, r = P .

I0- 11 (un mil­ hardJeme de mdhardième de P).

.

On va donc se heurter à un problème très diffi­ cd~ à résoudre en ce qui conç _erne la minuscule pUissance reçue.

Evidemment, on augmentera la puissance émise et nous avons de ce point de vue une chance : comme l'émetteur doit fonctionner pendant des temps très courts, nous pourrons lui demander une puissance instantanée considérable pendant, par exemple, un millième du temps, alors qu'il reste pendant les 999 autres millièmes à l'arrêt.

Tel tube d'émission, qui donnerait 50 W en régime permanent, peut fonctionner pendant une microseconde avec une puissance de sortie de 50 kW (mille fois plus), si on le laisse se « reposer » pendant 999 !JS.

Ce qui va limiter la portée du radar est la sensi­ bilité du récepteur .

On peut montrer qu'il est assez difficile de recevoir corre'ctement (en le distin­ guant bien du bruit de fond) un signal au-dessous de quelques 10·14 W.

Avec les chiffres vus plus haut, on voit que, pour avoir une puissance reçue de 10· 14 W avec une « cible » de 1 m' à 66 km, en supposant un gain d'antenne de 2 000 et une lon­ gueur d'onde de 10 cm, il faut une puissance émise de 10 kW.

• L'antenne commune d'émission-réception Le récepteur est d'une sensibilité exception­ nelle, alors que l'émission est d'une puissance de crête énorme.

Autrement dit, toutes proportions gardées, tout se passe comme si l'on tirait un coup de canon tout près d'un microphone très sensible auquel on demande de déceler, tout de suite après, le bruit d'une mouche qui vole à cent mètres ! En d'autres termes, si le récepteur est près de l'émetteur, la puissance de crête de ce dernier ris­ que fort d'endommager, voire de détruire ce récepteur .

Les choses sont encore pires si l'on sou­ haite utiliser une même antenne pour l'émission et pour la réception, ce qui est cependant la clef de l'utilisation pratique du radar.

La solution fut donnée vers les années 1940 par la découverte du « duplexeur », sorte de commu­ tateur utilisant des gaz, ionisés par la puissance de l'émission, pour réaliser un « aiguillage » de signaux, ainsi que le montre la figure 43.

On voit sur cette figure que l'émetteur et le récepteur ne sont pas reliés à l'antenne par des fils mais par des tubes, appelés « guides d'ondes », dans lesquels les ondes centimétriques se propa­ gent par réflexions successives sur les parois.

Du côté de l'antenne, ce tube se termine par un évase­ ment appelé « cornet », par où les ondes se dis­ persent sur toute la surface du réflecteur, un miroir parabolique, qui va diriger les ondes vers la « cible ».

A l'émission, les ondes passent le long d'un pre­ mier tube à gaz appelé « ATR », dans lequel le gaz, sous l'influence des ondes à grande puissan­ ce, s'ionise, devenant à la fois lumineux et surtout. »