L'AESA et ce que vous savez

[Picdelamirand-oil]

C'est le premier sujet que je commence.

L'idée est de partager des réflexions sur les nouvelles possibilités que l'AESA permet.

 

Et je voudrais d'abord parler de compression d'impulsion. Cette technique est ancienne et n'est pas, a priori, spécifique des AESA, mais on verra ensuite que son utilisation avec des AESA permet une flexibilité d'emploi qui est nouvelle.

 

La portée de détection d'un Radar n'est pas une fonction de la puissance mais une fonction de l'énergie qui est envoyée sur la cible. Pour que cela soit vrai il faut que l'énergie soit concentrée dans un "pic" de durée courte et de grande puissance. Grace à la compression d'impulsion, on peut utiliser des impulsions plus longue, dont le retour sera comprimé, ce qui donne les mêmes performances de détection qu'une impulsion courte à l'émission.

 

La compression d'impulsion n'est pas très difficile à mettre en oeuvre, dans les années 80/90 le radar de l'ATL2 avait un mode de recherche des périscopes ou des schnorkels qui utilisait une compression importante, bien au dela de ce que l'on pourrait mettre en oeuvre sur un Rafale. De fait la compression d'impulsion a des avantages, mais aussi des inconvénients, et à partir d'un certain taux, les inconvénients peuvent l'emporter sur les avantages.

 

Mine de rien, la recherche de périscopes s'apparente à la recherche de batiments furtifs ...

 

A suivre

[Gallium nitride]

Oui, d'ailleurs le PESA était un poil myope mais très agile.

[prof.566]

Connaissant les affinités de Pic avec l'iguane, j'attends la suite avec impatience!

[stormshadow]

Avec un radar AESA est-il possible de limiter le champ vision au profit de la portée ?

[Picdelamirand-oil]

Le problème de la compression d'impulsion, c'est que plus l'impulsion est longue, plus il faut de temps pour balayer le même volume d'espace. Si on compresse deux fois plus, on pourra balayer un espace deux fois plus petit  réduit de 21% dans le même temps ou prendre deux fois plus de un temps augmenté de 27% pour balayer le même espace. En contre partie on aura une portée améliorée de 19%.

Dans les radar traditionels, il fallait changer de mode pour changer de taux de compression, et le taux s'appliquait à tout l'espace. Mais les AESA sont beaucoup plus versatile, le taux peut être piloté par logiciel et on peut mettre en place des stratégies qui optimisent l'emploi du temps disponible pour une détection optimale.

 

A suivre

 

Edit: pour corriger les erreurs en appliquant les calculs du post 15.

Modifié le 6 septembre 2014 par Picdelamirand-oil

[FATac]

Je ne suis pas spécialiste et je m'exprime avec mes mots de béotiens dans le domaine ...

 

De ce que je sais, l'AESA permet d'affecter séparément chacun des modules ou groupes de modules.

 

Ainsi, il est possible d'augmenter le nombre de modules émettant dans une direction pour augmenter l'énergie envoyée vers une zone de l'espace et récupérer ainsi un signal plus faible (furtif) ou plus lointain (augmentation de portée).

 

Bien sûr, cette affectation de modules pour récupérer plus de signal se traduit par une diminution du nombre de modules pouvant faire autre chose, et notamment scanner le volume ... Cette baisse du nombre de modules se traduit alors soit par une réduction du champ de balayage si l'on décide de conserver les mêmes paramètres de puissance/portée, soit par une réduction de la portée de détection si l'on décide de conserver le même volume balayé.

 

C'est du moins comme ça que je vois les choses, vulgairement.

[Ben]

Donc, si je te comprend bien, pic, (tu me permet le diminutif j'espere) une patrouille de plusieurs rafales aurait donc la possibilité de diviser le volume a fouiller autour d'eux pour s'occuper chacun d'une zone, mais avec davantage de compression et donc de portée?

Est ce que ce mode permet egalement a une portée donnée d'obtenir davantage d'informations?

Par exemple, un echo suspect, faible, douteux, si on utilise cette technique cela peut il permettre de lever l'ambiguité? (je pense à une detection de furtif bien sur)

[Picdelamirand-oil]

Je ne suis pas spécialiste et je m'exprime avec mes mots de béotiens dans le domaine ...

 

De ce que je sais, l'AESA permet d'affecter séparément chacun des modules ou groupes de modules.

 

Ainsi, il est possible d'augmenter le nombre de modules émettant dans une direction pour augmenter l'énergie envoyée vers une zone de l'espace et récupérer ainsi un signal plus faible (furtif) ou plus lointain (augmentation de portée).

 

Bien sûr, cette affectation de modules pour récupérer plus de signal se traduit par une diminution du nombre de modules pouvant faire autre chose, et notamment scanner le volume ... Cette baisse du nombre de modules se traduit alors soit par une réduction du champ de balayage si l'on décide de conserver les mêmes paramètres de puissance/portée, soit par une réduction de la portée de détection si l'on décide de conserver le même volume balayé.

 

C'est du moins comme ça que je vois les choses, vulgairement.

Le fait de partitionner un Radar AESA en plusieurs capteur indépendant est possible mais n'est pas en général la priorité: par exemple le RBE2 AESA ne le peut pas encore bien que cela sera possible un jour. Cette possibilité ajoute un nombre important d'utilisation du Radar, mais pour l'instant je veux juste examiner les possibilités induites par la compression d'impulsion, ce qui représente déjà un beau morceau.

Donc, si je te comprend bien, pic, (tu me permet le diminutif j'espere) une patrouille de plusieurs rafales aurait donc la possibilité de diviser le volume a fouiller autour d'eux pour s'occuper chacun d'une zone, mais avec davantage de compression et donc de portée?

Est ce que ce mode permet egalement a une portée donnée d'obtenir davantage d'informations?

Par exemple, un echo suspect, faible, douteux, si on utilise cette technique cela peut il permettre de lever l'ambiguité? (je pense à une detection de furtif bien sur)

C'est une tactique possible mais il y en a d'autres. Lorsqu'on a une information, même partielle (comme un relèvement) on peut envoyer la purée dans la direction suspecte et obtenir une vraie détection radar.

[g4lly]

Le problème de la compression d'impulsion, c'est que plus l'impulsion est longue, plus il faut de temps pour balayer le même volume d'espace. Si on compresse deux fois plus, on pourra balayer un espace deux fois plus petit dans le même temps ou prendre deux fois plus de temps pour balayer le même espace. En contre partie on aura une portée améliorée de 19%.

Dans les radar traditionels, il fallait changer de mode pour changer de taux de compression, et le taux s'appliquait à tout l'espace. Mais les AESA sont beaucoup plus versatile, le taux peut être piloté par logiciel et on peut mettre en place des stratégies qui optimisent l'emploi du temps disponible pour une détection optimale. A suivre

On a beau compresser le signal, il faut quand meme attendre qu'il reviennent avant d'aller scanner a coté et ca c'est incompressible ... et souvent c'est dans cette attente qui ralenti le balayage. Sauf évidement si on réduire l'attente et donc qu'on perd volontairement les écho les plus éloignés. Donc le gain de temps/volume n'est pas proportionnel a au taux de compression.

[fox49]

Intéressant cette compression d’impulsion 

j'ai peut-être compris de travers mais j'y vois possiblement deux avantages :

 - La portée comme tu l'a déjà expliquée 

 - La discrétion. Si la compression revient à diminuer la quantité d'énergie par unité de temps reçue par la cible.

Par-contre j'ai du mal à voir comment le radar vas faire sa corrélation entre différents temps et arriver à récupérer une énergie du signal suffisante pour pouvoir dire "écho"

 

(si tu as un schéma pour expliquer... )

Modifié le 5 septembre 2014 par fox49

[Picdelamirand-oil]

La mise à jour des pistes connues représente peu de temps consommé. Pour une direction données les longueurs d'impulsion sont exprimées en micro seconde on peut dire une miliseconde max avec de belles marges. si on a 100 pistes à mettre à jour cela va consommer moins de 100 milisecondes soit 0.1seconde. Une stratégie élémentaire consiste à mettre à jour les pistes déjà connues, en leur envoyant juste l'énergie nécessaire pour augmenter la discrétion et à utiliser le temps restant pour scanner l'espace à surveiller.

Une fréquence de mise à jour de l'ordre de 2 secondes est vraiment très bien, 4 secondes cela passe encore, après cela dépend des conditions tactiques.

Maintenant supposons que la portée normale de détection d'un F-35 soit de 30 km et que l'on souhaite le détecter à 100km.Il faudrait compresser d'un facteur 124, et donc scanner l'espace à surveiller en 248 30.7 secondes. Si les deux avions sont en rapprochement frontal, ils peuvent s'être rapprocher de plus de 100 23.7 km pendant ce temps là. Cela montre les limites de la compression d'impulsion, mais cela ne veut pas dire qu'en se partageant le boulot on ne puisse pas arriver à de bons résultats.

A suivre

 

Edit: pour corriger les erreurs en appliquant les calculs du post 15.

Modifié le 6 septembre 2014 par Picdelamirand-oil

[Picdelamirand-oil]

On a beau compresser le signal, il faut quand meme attendre qu'il reviennent avant d'aller scanner a coté et ca c'est incompressible ... et souvent c'est dans cette attente qui ralenti le balayage. Sauf évidement si on réduire l'attente et donc qu'on perd volontairement les écho les plus éloignés. Donc le gain de temps/volume n'est pas proportionnel a au taux de compression.

C'est vrai, mais les raisonnements sont tellement plus simples si il y a juste proportionalité, après on peut dire que l'effet est atténué du fait de l'attente des temps de parcours (de l'ordre de la miliseconde aussi).

[FATac]

On a beau compresser le signal, il faut quand meme attendre qu'il reviennent avant d'aller scanner a coté et ca c'est incompressible ... et souvent c'est dans cette attente qui ralenti le balayage. Sauf évidement si on réduire l'attente et donc qu'on perd volontairement les écho les plus éloignés. Donc le gain de temps/volume n'est pas proportionnel a au taux de compression.

 

Le temps aller/retour supplémentaire du signal pour un objet se trouvant 50 km plus loin est de 0,3 ms. Je ne sais pas si cela implique réellement une plus forte latence d'attendre 0,3 ms de plus avant de scanner l'azimut suivant.

 

Passer de 100 à 150 km de portée de détection fait passer la durée de transit du signal de 0,6 à 0,9 ms ... +50% sur la durée, -33% sur la vitesse de balayage (et respectivement +33% et -25% si l'on passe de 150 à 200 km). Faut aussi voir ce que cela donne vis à vis des temps de traitement.

 

Enfin, je me suis toujours demandé s'il fallait autant de modules en réception qu'en émission. Je me demandais s'il n'était pas possible d'avoir des modules en attente du signal des positions scannées précédentes pendant que l'on continue à avancer en émission avec un peu d'avance (je ne sais pas si c'est très clair et j'avoue mon incompétence crasse en électronique et traitement du signal).

[Picdelamirand-oil]

Bon je continue même si c'est faux, car cela montre le phénomène et son sens, il y a que si on veut faire des calculs précis qu'il faudra amender le raisonnement.

 

La tactique la plus simple que l'on a proposé consiste à "entrelacer" la detection dans un volume et la mise à jour des pistes déjà connues. On peut y rajouter les détections par des moyens passifs où il manque en général la distance. Pour un avion furtif en bande X ces détections peuvent être à plus longue distance que la detection "normale" du radar, on utilisera donc une compression importante pour obtenir un résultat positif. De même une piste qui s'éloigne jusqu'à être hors de portée normale, pourra continuer d'être mise à jour grace à une augmentation de l'énergie qu'on lui envoie.

 

On peut aussi "entrelacer" un mode "détection lointaine" qui aurait par exemple un taux de compresion 15 fois plus important que le mode normal. On ferait 2 seconde de mode normal et une seconde de mode lointain, la mise à jour des pistes en mode normal se ferait donc toutes les 3 secondes, alors que celle du mode lointain se ferait toutes les 90 19.8 secondes, mais la portée en mode lointain serait doublée.

 

On peut aussi confier ces deux modes à deux avions différents ce qui donnerait des mises à jour toute les 2 secondes et toutes les 30 6.6 secondes.

 

A suivre

 

Edit: pour corriger les erreurs en appliquant les calculs du post 15.

Modifié le 6 septembre 2014 par Picdelamirand-oil

[Picdelamirand-oil]

On a beau compresser le signal, il faut quand meme attendre qu'il reviennent avant d'aller scanner a coté et ca c'est incompressible ... et souvent c'est dans cette attente qui ralenti le balayage. Sauf évidement si on réduire l'attente et donc qu'on perd volontairement les écho les plus éloignés. Donc le gain de temps/volume n'est pas proportionnel a au taux de compression.

 

La remarque est importante et m'oblige à reprendre mes calculs de coin de table.

 

Je me suis laissé tromper par mon expérience de l'ATL2 où dans le mode "recherche de périscopes" les portées étaient courtes et les impulsions très longues, ce qui rendait valide de simplifier les calculs en ne tenant pas compte des temps de parcours.

 

Afin de mieux calculer le ralentissement induit par la compression, je vais prendre des valeurs typiques de RBE2 AESA. Les vrais valeurs sont sans doutes connues mais je ne les retrouve pas et cela ne change pas trop les résultats.

 

Pour avoir un temps de parcours aller/retour il faut tenir compte de la portée max envisagée. Je prend comme valeur typique 240 km.

 

Le parcours A/R se fera en 1.6 ms.

 

La puissance moyenne du radar me semble être de 10% de la puissance de crète comme valeur typique, ce qui signifie que le radar émet 10% du temps

soit 177 micro seconde sur une durée de 1777 micro seconde (1600 +177). Ce petit calcul montre qu'on a déjà une impulsion longue et que donc dans le mode "normal" le RBE2 AESA pratique déjà la compression d'impulsion.

 

Notre propos est de voir ce qui se passe si on comprime encore plus.

 

On commence doucement avec un taux 2 fois plus fort.

 

La portée va être augmentée de 19% donc on passe à 286 km de portée et 1.9 ms de temps de parcours.

Il va falloir doubler la longueur de l'impulsion et on passe de 177 micro seconde à 354.

Le temps total passe de 1777 à 2254 soit une augmentation de 27%

 

Si on appliquait un taux 15 fois plus fort on aurait un temps de parcours de 3.2 ms, une impulsion de 2.7 ms et une augmentation du temps de balayage de 330%.

 

Ce qui montre (à ma grande surprise) que l'augmentation du temps de balayage n'est pas le facteur prépondérant qui empèche l'utilisation de fort taux de compression. Peut être faut - il se tourner vers l'évacuation de la chaleur? en effet on passe de 10% à 15.7% de la puissance de crète quand on double la compresssion ce qui augmente de 50% la chaleur à évacuer. Pour le taux 15 on passe de 10% à 46% ce qui augmente de 360% la chaleur à évacuer. Cela semble un facteur limitant plus important que l'augmentation du temps de balayage.

 

Désolé d'avoir posté des bétises.

[Patrick]

Désolé d'avoir posté des bétises.

 

 

J'ai plus appris sur les radars aesa en 3 de tes posts qu'en 7 ans de compulsage d'AD.net, tu as de la marge.

 

Une question purement pratique sur le refroidissement des radars air-air : il est assuré par ventilation d'un heatsink quelconque par l'air ambiant depuis une prise d'air ? Ou bien par l'action d'une machine à froid, ou encore par d'autre méthodes (azote) ? Est-il solidaire du système de refroidissement du reste de l'avion ? Le radar est-il le "poste" qui chauffe le plus sur l'ensemble des équipements électroniques de l'avion ?

 

Les différences de pression atmosphérique induites par le vol à différentes altitudes de l'appareil à refroidir, ainsi que les écarts de vitesse, ont-ils une influence sur la marche de ces systèmes ?

[Picdelamirand-oil]

 

J'ai plus appris sur les radars aesa en 3 de tes posts qu'en 7 ans de compulsage d'AD.net, tu as de la marge.

 

Une question purement pratique sur le refroidissement des radars air-air : il est assuré par ventilation d'un heatsink quelconque par l'air ambiant depuis une prise d'air ? Ou bien par l'action d'une machine à froid, ou encore par d'autre méthodes (azote) ? Est-il solidaire du système de refroidissement du reste de l'avion ? Le radar est-il le "poste" qui chauffe le plus sur l'ensemble des équipements électroniques de l'avion ?

 

Les différences de pression atmosphérique induites par le vol à différentes altitudes de l'appareil à refroidir, ainsi que les écarts de vitesse, ont-ils une influence sur la marche de ces systèmes ?

 

 

Je pense que sur le RBE2 le refroidissement se fait avec un liquide spécial. Une des modifications proposées aux EAU, à la grande époque où on voulait augmenter la puissance du M88, était de passer de 9 kw à 14.4 kw le radar, pour cela il suffisait de changer la pompe du circuit de refroidissement.

[Gallium nitride]

Compresseur, fluide caloporteur, on est pas très loin de l'échangeur classique qu'on appelle tous " pompe à chaleur" ou "frigo" selon la température souhaitée.

[Picdelamirand-oil]

Les Anglais n'ont pas encore leur AESA operationnelsur Typhoon que déjà ils vendent des capacités futuristes. Pourtant je suis certain qu'ils n'ont aucune avance sur nous dans ces domaines. C'est quand même intéressant pour illustrer les capacités potentielles de AESA.

 

 

Sur ce graphique j'ai noté:

• Track outside scan volume
• Cued search
• Data link

Dans le texte du même document on trouve en plus:

 

Future Growth Potential

• Non Radar Modes like Data link, ESM and ECM support
• Multi channel adaptive beam forming including Space Time Adaptive Processing (STAP)
• Bistatic operation

 

Track outside Scan volume, cela rapelle cette capacité que je décris qui consiste à envoyer plus d'énergie vers les pistes qui sortent du domaine.

 

Cued search: c'est la recherche d'une piste radar dans la direction d'une detection passive ou d'une piste liaison 16.

 

Data link : cela rejoins mes élucubrations dans Spectra et ce que vous savez où je prétend que le radar, les brouilleurs,ESM et liaisons vont converger vers un seul système.

 

 

Bistatic: j'en ai aussi parlé.

 

http://www.eurofighter.com/downloads/Eurofighter_World.pdf

Modifié le 7 septembre 2014 par Picdelamirand-oil

[Picdelamirand-oil]

Un lien de Thales où les antennes conformes font leur apparition à la fin de l'exposé

http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=1&ved=0CCEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fcct.cnes.fr%2Fsystem%2Ffiles%2Fcnes_cct%2F459-mce%2Fpublic%2F03-Radars%2520Modules.pdf&ei=V5roVOH3FubcywP-tYLoBQ&usg=AFQjCNEFDCj0E6RHpysM-hdYpupDHPk8uQ&sig2=SU9PBNU9YaP6EQjODUzsvA

[Kovy]

Un lien de Thales où les antennes conformes font leur apparition à la fin de l'exposé

http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=1&ved=0CCEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fcct.cnes.fr%2Fsystem%2Ffiles%2Fcnes_cct%2F459-mce%2Fpublic%2F03-Radars%2520Modules.pdf&ei=V5roVOH3FubcywP-tYLoBQ&usg=AFQjCNEFDCj0E6RHpysM-hdYpupDHPk8uQ&sig2=SU9PBNU9YaP6EQjODUzsvA

 

très intéressant. Merci !

[kalligator]

Que savez vous sur les liaisons de données ASEA ? on parle d'une capacité au débit fantastique (500 mgbit)

[prof.566]

JE n'arrive pas à ouvrir le PDF de Talès?

[Picdelamirand-oil]

JE n'arrive pas à ouvrir le PDF de Talès?

Chez moi je tombe sur une page google blanche et rien ne se passe, mais c'est parce qu'en bas de l'écran il y a une fenêtre pop up qui me demande ce que je veut faire du pdf, et tant que je n'ai pas répondu il ne se passe rien...

[yoannc]

Et en enlevant le hotlinking google, sa devrai marcher ?

http://cct.cnes.fr/system/files/cnes_cct/459-mce/public/03-Radars%20Modules.pdf