Stage - Synthèse de formes d'ondes Radar et communication par réseau MIMO

20 Novembre 2023

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Catégorie : Stagiaire

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Sujet :

Le radar MIMO (Multiple Input Multiple Output) cohérent colocalisé est une technique d'émission récente de signal radar à partir d'un réseau d'antennes : contrairement à un réseau phasé classique pour lequel toutes les antennes du réseau émettent la même forme d'onde, le radar MIMO émet des formes d'ondes différentes avec les différentes antennes du réseau. Selon les formes d'ondes employées, il est alors possible de générer une très grande variété de diagrammes d'émission (représentation de l'énergie émise en fonction de l'angle) adaptés à des problématiques et des applications différentes.

Ce stage a pour objectif d'étudier la robustesse d'algorithmes d'optimisation de formes d'ondes d'un radar MIMO, s'inscrivant dans un cadre applicatif radar multifonctions. Ces systèmes multifonctions sont d'importance pour des systèmes embarqués, devant fonctionner avec un nombre limité d'antennes, comme par exemple les radars automobiles. Plus précisément, les formes d'ondes devront à terme permettre d'assurer deux fonctions simultanées : le radar (détection de cibles, pistage) et la communication (transmission d'information). On parle alors de système Dual-Function Radar and Communication (DFRC).

Parmi les méthodes de DFRC existantes, le MIMO permet de synthétiser des formes d'ondes souhaitées dans un certain nombre de directions, permettant ainsi d'assurer les fonctions correspondantes dans ces directions.

La littérature sur le sujet est cependant laconique sur la robustesse des signaux, notamment lorsque la direction visée n'est pas exactement égale à celle spécifiée. Or, il est assez peu probable que les cibles d'intérêt soient localisées exactement dans les directions envisagées. De fait, les formes d'ondes peuvent alors présenter des écarts avec celles initialement prévues, conduisant alors à une dégradation potentiellement importante des performances attendues. En particulier, pour le radar, les lobes secondaires ainsi que le gain de compression se retrouvent détériorés. Similairement, les formes d'ondes de communication deviennent plus difficiles à décoder.

On s'intéressera donc dans ce stage à la mise en oeuvre de méthodes d'optimisation permettant la synthèse de formes d'onde particulières par radar MIMO cohérent colocalisé, en prenant en compte un besoin important de robustesse des formes d'ondes synthétisées. En particulier, le stage a pour objectif d'étudier et de quantifier les erreurs commises en fonction de l'angle, des formes d'ondes et du nombre d'émetteurs. Ces critères seront évalués pour différent types de modulations de communication : certaines constellations / modulations pourront se révéler plus robustes aux erreurs et il sera donc intéressant d'étudier la sensibilité aux erreurs en fonction du type de modulation considéré.

Ce stage a pour vocation à être poursuivi en thèse.