Picdelamirand-oil

Que diriez vous d'un (gros) drone AWACS multistatic?

Si on équipe les points hauts en Radar on peut voir partout, y compris au fond des vallées.

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=gIEgejkGZ_c

C'est un résumé un peu simplifié, la vraie raison des performances c'est qu'on a une méthode de détection qui dépend plus de la puissance de calcul disponible que du niveau de puissance du signal et qu'on a une technologie qui met à disposition un composant massivement parallèle. Ceci dit j'explique sans doute mal, le mieux est de se reporter au lien que j'avais donné là:http://www.air-defense.net/forum/topic/15062-spectra-et-ce-que-vous-savez/page-9#entry741455, Global locate a fait appel à un pro de l'explication. Au niveau des récepteurs de nav un récepteur classique détecte jusqu'à - 130 Dbm et un récepteur avec leur composant va jusqu'à - 160 Dbm, la différence est énorme et pourtant c'est la même méthode qui est utilisée mais avec des puissances de calcul différentes.

On parle d'une précision à 5 m même pendant les combats, sinon tu perd ton Radar, ce qui fait désordre.

Cela peut être interne à la liaison: sur la page en lien que j'ai donnée concernant les projets US de nouvelle liaison si on regarde le full announcement il le demande:

Si on a pas de navigation par satellite, on a pas la base de temps précise dont on a besoin.

On peut essayer de les brouiller, mais le signal militaire est prévu pour résister au brouillage. En France on doit éviter de dépendre du GPS mais c'est surtout parceque le bouton on/off n'est pas chez nous, ça pourra changer si on a Galileo en secours.

Sauf si les 900 millions d'€ c'est la marge qu'ils devaient faire sur les 5.4 milliards (16.7% quand même). Auquel cas il n'y a qu'un pb d'emplois mais les actionnaires s'en sortent.

On peut le faire, mais ça coûte, ça prend du temps et des essais. Le PEA Tragedac va dans la bonne direction. Il faut que ça marche en toutes circonstances, on veut pas un système expérimental mais un système opérationnel. Ce que j'ai décrit c'est juste des principes.

La liaison leur permet de s'échanger les coordonnées (on suppose qu'ils ont une navigation précise).

Oui, de toute façon même pour faire ça, il y a du boulot, mais moi je vois la 6 eme génération comme cela, le net centric warfare prend tout son sens, et de toute façon c'est normal que l'électronique évolue plus vite que la tôle. Pour les missiles, le super 530 c'était pas un peu multi-static? on pourrait cultiver ça, avec un AESA la contrainte sur l'avion tireur serait moins forte...

Oui c'est à peu près ce que je suppute "information captées après réflexions par la cible" c'est plus simple de les décoder dans le signal direct plutôt que réfléchis. "avant consolidation (sur un unique appareil ?)." Pas besoin de consolidation dans le mode mutistatique, on obtient une localisation aussi précise qu'avec un radar classique dans chaque appareil. Cela fonctionne à partir de deux appareils (un si on inclu le cas monostatique) et il n'y a pas de limite de principe sur le nombre maximal. Pour la sensibilité de détection ce que je peux dire c'est que dans le cas des récepteurs de navigation on peut obtenir un gain de processing équivalent au couplage à une antenne de 20m de diamètre. Un F 35 n'est plus VLO ni LO avec ce principe de détection et comme on a une antenne de 20 m de diamètre on peut le détecter à plus de 300 km.

A titre de comparaison les projets US: https://www.fbo.gov/index?s=opportunity&mode=form&id=fc63e1702c00e230bb327ba4bc9fca33&tab=core&_cview=1

Je ne crois pas qu'on puisse mettre ce que l'on veut dans les messages nationaux, je crois qu'ils ont quand même un format bien défini et qu'on ne peut pas le changer sans un accord. Question sensibilité à la détection il ne devrait pas y avoir de problèmes : si on compare avec les satellites de navigation on a: la puissance d'un tel satellite est de l'ordre de 10 w max celle du RBE2 de l'ordre de 9 kw La distance du satellite est de l'ordre de 20 000 km et on cherche des détections de l'ordre de 200 km un recepteur de navigation n'a pas d'antenne directive et l'antenne PESA même si elle n'est pas dirigée précisément sur la cible aura un cone non négligeable où elle aura un gain largement superieur à une antenne omnidirectionnelle. De plus l'approche multistatique a pour but de contrer la furtivité et donc il n'y aura pas de réduction de surface équivalente de la cible. Si on détecte il suffit de mesurer les retards sans se préoccuper de la direction : à chaque retard une ellipse elle est plus ou moins grande suivant le retard, c'est elle qui détermine la distance. Pour la direction ce n'est pas la réception qui compte c'est la direction dans laquelle le signal a été envoyé c'est à dire l'orientation de l'antenne AESA (qui est une donnée incluse dans le signal).

Là on est en train de mettre au point un capteur étendu pour le Rafale dans un premier temps et d'autres avions (drones?) ensuite. L'interopérabilité est assuré par la liaison 16 qui n'est pas supprimée mais qui ne peut pas convenir lorsqu'on veut rester passif. En effet elle est omnidirectionnelle et est reçue par tout le monde!

Une fois qu'on a réalisé Tragedac, on a réalisé 80% d'un Radar multistatique. On suppose qu'on utilise les AESA comme emetteurs et les PESA comme récepteurs passifs. L'AESA emet et transmet sur la liaison dédiées les données permettant au PESA de construire une réplique de son signal, celui-ci pourra donc détecter le signal direct (Spectra par exemple) et réflechis (avec son antenne PESA) par corrélation avec la réplique qu'il a construit. Comme on l'a vu, le signal est codé et peut contenir des données. Le signal pourra donc contenir la position de l'émetteur (x,y,z,t) et l'orientation de l'antenne. Le retard du signal réfléchis par rapport à la date d'émission définit un lieu des positions de la cible qui est une ellipse et l'orientation de l'antenne définit une droite dont l'intersection avec l'ellipse donne la position de la cible. Bien entendu la base de temps commune est encore celle du système de navigation par satellite.

L'étude amont TRAGEDAC, notifié en 2010, a pour but de réaliser pour le Rafale et les futurs drones de combat une localisation 3D passive en réseau afin de pouvoir établir plus facilement une situation tactique, et pour améliorer la réactivité des conduites de tir et leur coordination dans la patrouille. La solution doit pouvoir fonctionner en temps réel en utilisant les informations des capteurs des avions en réseau. http://www.defense.gouv.fr/actualites/dossiers/le-bourget-2013/les-materiels-presentes/etude-amont-tragedac L'idée étant de pouvoir augmenter la précision de localisation d'un ennemi en utilisant des méthodes non-émissives (Spectra et optronique secteur frontal) et en partageant les informations ainsi recueillies au sein d'une patrouille, par exemple via liaison 16. En particulier pour déterminer la distance de la cible qui est la donnée la plus difficile à estimer en se limitant à utiliser seulement des moyens passifs. C'est une modification purement logicielle mais qui, selon la DGA, serait surtout complexe à mettre en oeuvre du point de la vue de la synchronisation des données entre les appareils. De premiers vols d'essais devraient commencer en fin d'année afin de collecter des données. http://www.air-cosmos.com/defense/le-bourget-2013-la-defense-a-l-honneur.html Que peut on imaginer comme solution? Le plus simple semble d'utiliser la liaison 16. Mais sur la liaison 16 on transmet des pistes, un relèvement ESM est bien une piste mais si on fait rien de plus on va perdre beaucoup de mesures car la piste doit être entretenue par l'unité participante la mieux placée du point de vue du "track quality". C'est pas ce que l'on veut, on veut des mesures venant des différents avions pour permettre des triangulations, on veut pouvoir alimenter un filtre de kalman avec tout cela afin qu'il nous sorte une position route vitesse de la cible.On ne veut surtout pas perdre des mesures. Si il n'y avait qu'une piste ce serait relativement facile mais comme il y en a plusieurs il faut pouvoir attribuer les relèvements ESM à chacune des cibles que l'on veut suivre sans se tromper. Pour que le filtre de Kalman fonctionne bien il faudra dater les mesures avec une base de temps précise et commune et j'ai expliqué dans un post précédent comment c'était possible. Pour attribuer les bonnes mesures à la cible il faudra s'appuyer sur l'analyse technique du signal faite par chacun des avions. Est-ce que la liaison 16 est adaptée pour faire cela? Le problème c'est qu'on ne peut pas la faire évoluer unilatéralement, si on suppose qu'il faut un nouvel "objet" "Mesure" pour implémenter les nouveaux traitements, il sera peut être plus facile d'utiliser une autre liaison que d'obtenir une modification de la L16. Et puis la liaison 16 c'est pas passif! La preuve c'est que les avions de la patrouille sont censés la recevoir. Alors il y a dans SPECTRA des possibilité de brouillage directif avec des antennes AESA et ces antennes sont placées de telle sorte qu'elles couvrent 360°. On a le hardware permettant de créer une liaison dédiée qui sera discrète car directive. Mais on peut aller encore plus loin, on peut vouloir faire de l'auto-corrélation entre une antenne d'un avion et celle d'un autre avion. Le fait d'avoir une liaison dédiée va faciliter ce traitement car on ne sera pas contraint par le protocole de la liaison 16. Le fait d'augmenter considérablement la distance entre les antennes va améliorer la précision, au dela même de celle qui est possible avec l'interférométrie car l'erreur de position (de l'ordre de 5 m) sera petite vis à vis de la distance des antennes. Par contre le traitement doit prendre en compte une plage de retards plus importante ce qui augmente la puissance de calcul nécessaire pour rester en temps réel. Le fait aussi que les antennes soit éloignées rend significatif la différence de doppler et augmente encore le volume des traitements à réaliser, par contre le doppler est une mesure de la vitesse radiale qui peut faciliter grandement la convergence du filtre de Kalman.

Il y a encore besoin d'un peu de préparation. Pour cela je vais donner des explications en m'appuyant sur des exemples tirés des satellites de navigation. Il faut prendre conscience que du point de vue détection la performance des récepteurs de navigation par satellite est extraordinaire. Les satellites sont à 20000 km, la puissance d'emission est de quelques watts, les récepteurs n'ont pas d'antennes grandilocantes, et pourtant ça marche. La méthode de détection est celle que j'ai décrite, mais pour que ce soit efficace il faut coder le signal avec des codes qu'on appelle "gold" car ils donnent une forte auto correlation et une faible correlation croisée. Le codage s'effectue ainsi: Une fréquence pure ne permettrait pas ce principe de recherche par corrélation. En plus du codage le signal peut inclure des data: Et cela peut être utile comme nous le verrons. Pourquoi expliquer tout cela? Il faut d'abord comprendre que les radars, les transmissions, les brouilleurs et les satellites de navigations utilisent des techniques electromagnétiques qui peuvent converger; et le signal militaire des satellites de navigation a des caractéristiques très intéressantes. D'abord on sait en réserver l'usage aux alliés: on sait "crypter" le signal afin qu'il soit inutilisable pour ceux qui n'ont pas la clef. Vous comprendrez que je n'en dirais pas plus. On sait aussi le protéger contre le brouillage, le spoofing, ... et toutes les techniques de guerre électronique. Ce qui est bleuffant car c'est un signal extrèmement faible. Ensuite la collaboration de plusieurs plateforme pour former un capteur étendu bute sur un problème de temps précis qui est justement au coeur de la résolution par le système de navigation du problème de localisation. En effet si il faut 4 satellites pour obtenir des coordonnées c'est parce que les inconnues du problème à résoudre sont les trois coordonnées spatiales et la coordonnées de temps. Les utilisateurs d'un système de navigation ont donc à leur disposition une base de temps partagée qui a la qualité et la précision d'une horloge atomique. A suivre.

Bon alors je n'explique pas comment ces techniques pourraient permettre de faire du Radar multistatique embarqué, et les relations de tout cela avec TRAGEDAC?

La première application qui vient à l'esprit concernant l'utilisation des corrélateurs dont j'ai parlé dans le post précédent est celle qui concerne les RWR. Comme on ne sait rien de la menace on doit surveiller toutes les fréquences et tous les retards dans la limite du temps de propagation de la lumière entre le doublet d'antenne que l'on utilise. Le plan fréquence/temps est découpé en case élémentaires dans lesquelles la corrélation va être testée. Plus la découpe est fine et plus la détection sera sensible: en effet la superposition n'est jamais parfaite car le temps est discrétisé et la fréquence subit un effet doppler différent pour chaque antenne. Plus la découpe est fine plus la superposition sera de qualité, plus la corrélation rendra un signal fort. Si on avait qu'un seul corrélateur (ou un calculateur général), il faudrait faire le calcul successivement pour tous les temps et toutes les fréquences, ce qui pourrait prendre plus de temps que l'acquisition et on serait donc obligé de grossir la maille et donc réduire la sensibilité. On voit donc l'intérêt d'avoir un chips avec 16000 corrélateurs. Rien n'interdit d'ailleurs d'en utiliser plusieurs. Pour atteindre une bonne précision dans la mesure de la direction, il y a deux techniques: on peut augmenter la distance entre les antennes, mais on doit alors augmenter la taille de l'élément du plan temps/fréquence à mesurer. On peut aussi faire une mesure de la phase du signal, qui donnera un retard précis et donc une direction précise. Mais il n'y a pas que les RWR. Les radars aussi peuvent utiliser cette technique. En effet un radar sait très bien quelle impulsion il a envoyé, et donc il est bien placé pour tester le retour en utilisant la technique précédemment décrite. Comme ce qu'il cherche est précis il pourra consacrer beaucoup de temps (faire un découpage fin) à la détection. Par exemple si le radar a utilisé une impulsion longue pour répartir l'énergie dans le temps et augmenter sa discrétion, la detection du retour avec des corrélateurs revient à comprimer l'impulsion comme si elle était courte et avec la même énergie.

La quatrième solution ne poserait pas de problèmes techniques si on décidait de la développer de façon intensive. On serait peut être un peu pris par le temps mais c'est pas sur. Si déjà on remplaçait la production électrique au charbon par ce type de centrale, on aurait une belle amélioration, après il faudrait multiplier les usages de l'électricité. Le problème principal est l'accéptabilité sociale de la solution.

Merci.

En traitement du signal, la corrélation croisée est une mesure de la similitude des deux formes d'onde en fonction d'un décalage dans le temps appliqué à l'une d'entre elles. Pour les fonctions continues f et g, la corrélation croisée est définie comme: où f * désigne le complexe conjugué de f et où t est le temps. A titre d'exemple, si on considère deux fonctions réelles et ne différant que par un décalage inconnu en x. On peut utiliser la corrélation croisée pour trouver de combien on doit décaler les x pour les superposer. La formule consiste à calculer pour chaque point x l'intégrale du produit des deux fonctions. Lorsque les fonctions se superposent, la valeur du produit est maximisée. En effet si les valeurs extrêmes sont superposées elles contribuent fortement à l'intégrale que cette valeur soit positive ou négative parce que le produit de deux nombres négatifs est positif. Si les fonctions ont des valeurs complexes, en prenant le conjugué on garantit que les extrêmes avec des composantes imaginaires contribueront positivement à l'intégrale. Le produit de convolution de deux fonctions réelles ou complexes f et g, est une autre fonction, qui se note généralement « » et qui est définie par : On a Cette égalité est utilisée en traitement de signal pour réduire les temps de traitement. En effet la transformée de Fourier d'un produit de convolution s'obtient par multiplication des transformées de Fourier des fonctions et donc si f et g sont de carré intégrable alors: L'intérêt principal du calcul du produit de convolution par transformées de Fourier est que ces opérations sont moins coûteuses en temps pour un ordinateur que le calcul direct de l'intégrale. Cette dernière formule permettra de calculer efficacement la corrélation croisée de deux signaux ou l'auto corrélation d'un même signal reçu à des instants différents. Ce calcul spécialisé a d'abord été réalisé par des calculateurs généraux, mais on peut maintenant faire des composants massivement parallèles dédiés à cette seule fonction. Pour une utilisation dans des récepteurs GPS global locate a réalisé un composant de 16000 corrélateurs: http://d1.ourdev.cn/bbs_upload782111/files_35/ourdev_607138GSZQOV.pdf Je compte montrer quelques applications possible de cette approche et de cette technologie.

Je vais essayer de donner mon interprétation: La mesure d'une phase est une mesure de distance, 2pi correspondent à la longueur d'onde soit de l'ordre de 3 cm en bande X. Le problème c'est que c'est une mesure de distance précise modulo la longueur d'onde. La direction d'un émetteur peut être calculée en mesurant le retard entre l'arrivé du signal sur deux antennes dont on connait l'éloignement. En effet le lieu des points qui engendrent un même retard est une hyperbole dont les foyers sont les deux antennes. On assimile alors les hyperboles à leurs assymptotes car l'émetteur est éloigné en général. Pour mesurer un retard on peut faire comme le dit Blue Apple des corrélations entre les signaux reçus par une antenne et ceux reçus par l'autre: on décale dans le temps les signaux d'une antenne par rapport à l'autre jusqu'à ce qu'on ait la corrélation. Le temps qui a permis cette corrélation est le décalage de l'arrivé du signal sur les deux antennes. On a donc notre hyperbole, c'est à dire 4 directions, mais si on fait le même traitement avec un autre doublet d'antennes on aura 4 autres directions et si on a bien conçu la géométrie des deux doublets seule une direction sera commune aux deux doublets. On a donc la direction de l'émetteur. Mais elle n'est pas précise. Pour la rendre plus précise on mesure la phase du signal à l'arrivé sur les deux antennes. On a vu que c'etait une mesure de distance modulo la longueur d'onde, le retard est aussi une mesure de distance en multipliant par la vitesse de la lumière. L'ensemble des deux mesures donne une mesure de distance précise qui pourra être convertie en mesure de retard précis. Si le retard est mesuré précisément et que la distance entre les deux antennes est aussi connues précisément, on pourra en déduire une direction précise de l'émetteur. Les antennes ont des positions connues par construction, mais elles ne doivent pas "bouger" l'une par rapport à l'autre, c'est pourquoi l'interférométrie n'est pas recommendée si les antennes sont en bout d'aile. Il faut les placer sur une partie rigide de l'avion si on ne veut pas perdre l'avantage de la précision du retard mesuré.