Evaluation de l'apport en détection en milieu marin de la technique de modulation hyperfréquence sur porteuse optique à 0,5 micron

par Fabrice Pellen

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Jean Lotrian.

Soutenue en 2000

à Brest .


  • Résumé

    Les methodes d'investigation du milieu marin sont peu nombreuses et se resument a l'utilisation des techniques acoustiques ou optiques. L'objet de cette etude etait de proposer une methode optique permettant d'ameliorer le contraste d'une cible par rapport au milieu d'immersion. La solution que nous avons proposee est un systeme lidar couplant quatre techniques visant a reduire le bruit de retrodiffusion: un filtrage angulaire a la reception limitant le volume retrodiffusant ; une technique de selection par temps de vol reposant sur la duree tres breve de l'impulsion emise et qui permet de separer les photons non diffuses venant de la cible des photons diffuses par le milieu ; un filtrage polarimetrique separant ces memes photons ; et enfin une technique de modulation hyperfrequence de l'onde optique, dite du lidar module ou lidar-radar, qui associee a un filtrage numerique permet d'ameliorer le contraste d'une cible immergee. Cette derniere technique repose sur une propriete remarquable du milieu marin : la fonction de transfert de retrodiffusion de l'eau de mer est en effet de type passe-bas. La premiere partie de ce memoire, propose une modelisation et une mesure de la reponse frequentielle de retrodiffusion de l'eau de mer. Cette etude preliminaire permet de definir les caracteristiques de la source laser modulee en hyperfrequence necessaire a l'evaluation du lidar-radar. La conception, la realisation et la caracterisation de la source laser y sont egalement decrites. Une validation experimentale du lidar module est alors proposee en configuration de retrodiffusion. Nous avons mis en evidence une amelioration tres importante de la sensibilite de detection puisque nous avons pu detecter, apres filtrage, une cible noyee dans la retrodiffusion en volume. Le couplage de la modulation hyperfrequence et du filtrage polarimetrique de l'onde optique retrodiffusee est alors aborde pour quelques cibles caracteristiques. Nous nous sommes enfin interesses aux limitations du lidar module en etudiant notamment la perte de modulation due a la diffusion multiple lors de la propagation. En conclusion, en couplant plusieurs techniques de selection du rayonnement non diffuse, il est suggere une amelioration des performances de la detection optique sous-marine.


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