Signature électromagnétique bi-statique d'une cible complexe intégrée dans son environnement : Application à l'imagerie ISAR d'une scène maritime

Bistatic electromagnetic signature of a complex target integrated in its environment : Application to ISAR imaging of a maritime scene

• Auteur / Autrice : Yacine Bennani
• Direction : Ali Khenchaf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 22/05/2012
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer (Plouzané, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne (Brest ; 2010-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ali Khenchaf, Christophe Craeye, Jihad Zallat, Fabrice Comblet, François Demontoux, Ammar Sharaiha, Mehrez Zribi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Craeye, Jihad Zallat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Télédétection

Mots clés libres

Modélisation électromagnètique

Cibles radar

Surface équivalente radar (SER)

Optique Géométrique (OG)

Optique Physique (OP),

Méthodes des courants équivalents (MCE)

Réflexions multiples

Critère de visibilité

Surfaces rugueuses

Imagerie radar (ISAR)

Electromagnetic modelling

Radar Targets

Radar Cross Section( RCS)

Geometrical Optics (GO)

Physical Optics (PO)

Equivalent Edge Currents (ECM)

Multiples scattering

Shadowing effect

Rough surfaces

ISAR Radar Imagery

Résumé

Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse s’intègre bien dans le domaine de la télédétection de l’environnement maritime. Il porte notamment, d’une part sur l’étude de l’interaction d’une onde électromagnétique avec une surface maritime en présence d’une cible complexe et observée en configuration bi-statique. D’autre part l’étude est complétée par l’étude et l’analyse de l’influence des différents paramètres à la fois liés à la cible et aussi à l’environnement. Dans ce contexte d’étude, le présent travail s’articule autour de deux volets importants. Le premier vise l’étude et la simulation de la Surface Equivalente Radar(SER) d’une cible complexe placée dans son environnement maritime. Et un deuxième volet applicatif traite l’imagerie radar ISAR d’une scène observée, avec prise en compte des cibles présentes sur la surface. Afin de traiter le premier point, le modèle électromagnétique retenu est basé sur une combinaison de méthodes asymptotiques (Optique Physique (OP), Optique Géométrique (OG), Méthode des courants équivalents (MCE)). Pour l’étude de l’influence de la surface de mer sur la réponse électromagnétique de la cible, nous avons opté pour une représentation de la scène (cible+surface de mer) par un ensemble de facettes triangulaires. Dans ce cadre, la cible discrétisée par un maillage triangulaire est générée à l’aide d’un outil de CAO (CATIA V5), quant à la surface de la mer, elle est générée en utilisant le spectre de mer d’Elfouhaily (et le modèle de Debye pour la prise en compte des paramètres diélectriques de l’eau de mer). Enfin, pour l’application de l’imagerie radar ISAR, le calcul de la SER de la cible navale a été effectué en considérant une nouvelle représentation de la cible en parallélépipèdes. La méthodologie proposée a été évalué via des simulations ainsi que des expérimentations sur un modèle générique d’un navire.

The work presented here interset with remote sensing of the maritime environment.It espacially carried with the study of electromagnetic scattering by sea surface with the presence of the target. This study is done in bistatic configuration. So, it is completed by the analysis of the influence of various parameters related to the target and also to the environment. In this context, this work focuses on two important parts. The first is the study and simulation of Radar Cross Section (RCS) of a complex target placed in the maritime environment.And the second part deals with the application of ISAR radar imagery of an observed scene, with consideration of target on the sea surface. We have opted for a combination between Physical Optics (PO), Geometrical Optics (GO) and Equivalent Edge Currents (ECM) (POGO/ EMC) to estimate the RCS. In order to take into account the infuence of sea surface, we have genereted a 2D sea surface from the Elfouhaily spectrum. In order to integrate the target into the scenario (the target in its environment, radar imagery), we propose a parallelepiped representation of the naval taget and RCS calculation. The proposed methodology was evaluated through simulations and measurements on a generic model of a ship.