Evolution de la détection des cibles mobiles en sonar actif

24/12/2017
Auteurs : Yves Doisy
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2017-5:21281
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Evolution de la détection des cibles mobiles en sonar actif

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	    <date dateType="Created">Sun 24 Dec 2017</date>
	    <date dateType="Updated">Mon 29 Jan 2018</date>
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44 ZREE N°5/2017 RETOUR SUR LE SONAR ET NOUVEAUX DÉVELOPPEMENTS EN RADAR ET SONAR DOSSIER 1 Introduction La détection de cibles lentement mobiles dans des environnements dif- ficiles (fouillis en radar, réverbération en sonar) est un enjeu majeur, aussi bien pour les radars aéroportés que pour les sonars de navires ou de sous-marins. Dans cet article, on décrit les avan- cées récentes dans les domaines de la conception des formes d’onde et des traitements adaptatifs en sonar. Dans la première partie de l’article, des formes d’onde Doppler large bande plus efficaces que les signaux sonar tradition- nels, analogues aux trains d’impulsions radar, mais adaptées aux contraintes induites par la célérité du son, seront pré- sentées et leurs avantages en termes de détection seront démontrés sur la base des traitements conventionnels. La deuxième partie sera consacrée à la présentation des techniques adapta- tives en sonar, portant dans un premier temps sur la formation de voie, puis sur l’ensemble du traitement spatio-tempo- rel. L’accent sera mis sur l’efficacité de ces traitements, en lien avec l’emploi des formes d’onde Doppler large bande, en termes de réduction de la réverbéra- tion. Les contraintes de stationnarité du milieu sont analysées et les techniques de réduction du nombre de degrés de liberté permettant d’accélérer la conver- gence du traitement sont évoquées. Les gains de détection obtenus par l’emploi de ces différentes techniques sont illustrés par des exemples expé- rimentaux, dont les résultats et éven- tuelles limitations sont discutés. Formes d’onde Codes Doppler large bande en sonar actif Les sonars actifs mono-statiques (c’est-à-dire dont les antennes d’émis- sion et de réception sont déployés par la même plate-forme (figure 1) fonc- tionnent généralement avec une ca- dence d’émission (ou « récurrence ») dont la durée est supérieure au temps de propagation aller-retour de l’onde sonore jusqu’à la portée maximum. Ils sont ainsi non ambigus en distance. Dans le cas contraire, la réverbération induite par le signal émis le plus récent masquerait le signal aux autres distances. Les sonars à émission continue font exception à cette règle et ne seront pas discutés ici. On limite la durée d’émission à la durée de cohérence, qui est définie comme la du- rée maximale sur laquelle le signal peut être traité sans perte dans le traitement cohérent. La durée de cohérence est princi- palement limitée par les mouvements Evolution de la détection des cibles mobiles en sonar actif Yves Dois y Thales Underwater Systems SAS This article presents the evolution of underwater target or active sonar surface detection tech- niques within Thales Underwater Systems SAS. Underwater warfare near costal environment with hard reverberation and false alarm condition induce new detection process. We show means implemented, starting with waveform choice for moving target detection with wideband and Doppler filtering. Improvement of adaptive techniques, first imple- mented in beam-forming, then in space time processing are discussed and perspectives are outlined. ABSTRACT Le présent article présente l’évolution des tech- niques de détection de cibles sous-marines ou de surface en sonar actif au sein de la société Thales Underwater Systems SAS. L’amélioration des procédés de détection est motivée par le déplacement des opérations de lutte sous la mer vers les eaux littorales et les environne- ments côtiers, soumis à des conditions environnementales sévères en termes de réverbération et de génération de fausses alarmes. On décrit les moyens mis en œuvre en commençant par le choix de formes d’ondes adaptées à la détection de cibles mobiles alliant une grande largeur de bande passante et des capacités de filtrage Doppler. Les améliorations et perspectives associées à l’utilisation des techniques adaptatives sont ensuite présentées, portant dans un premier temps sur la formation de voie, puis sur l’ensemble du traitement spatio-temporel. RÉSUMÉ Figure 1 : Vue d’ensemble d’un sonar actif remorqué très basse fréquence. REE N°5/2017 Z 45 Evolution de la détection des cibles mobiles en sonar actif de la plate-forme portant les antennes, qui induisent une déformation du code émis à l’émission ainsi qu’à la réception. Elle dépend de l’état de mer, de la fré- quence d’émission, du type de sonar (de coque ou remorqué) et dans une moindre mesure du type de code. Elle varie typiquement de 1s à 10 s. Les por- tées de détection d’un sonar actif de surveillance sont de l’ordre de 10 km à 100 km, ce qui correspond à un temps de parcours aller-retour de 13 s à 130 s. On voit que contrairement au cas du ra- dar, ce temps de parcours est supérieur à la durée de cohérence, ce qui ne per- met pas d’exploiter de manière cohé- rente plusieurs récurrences comme cela est fait dans les trains d’impulsion radar. S’agissant des performances de dé- tection dans la réverbération, le carac- tère essentiel de la forme d’onde est sa capacité ou non à tirer profit du mou- vement de la cible pour la filtrer et ainsi réduire le niveau de la réverbération en sortie de son canal Doppler et de sa voie de pointage. Ce filtrage est spatio- temporel dans sa forme la plus aboutie. Comme discuté dans [2], cette capa- cité dépend de la largeur du spectre du code par rapport au décalage Doppler des cibles recherchées. On distingue alors les codes « à spectre plat », adap- tés à la détection de cibles de vitesse radiale nulle des codes « à peigne de raies », beaucoup plus performants dès que la cible présente un décalage Doppler, mais moins performants dans le cas contraire. Il convient de souligner qu’en acous- tique sous-marine, les cibles sont « pe- sées » dans leur milieu, contrairement aux aéronefs, et peuvent donc se tenir immobiles, de sorte que l’ensemble des situations opérationnelles est en général traité par l’émission, dans la même récur- rence, de deux formes d’onde complé- mentaires : un code à spectre plat (code HFM) et un code Doppler. La façon d’associer les informations issues de ces deux chaines et leur lien avec le pistage est un aspect important de l’exploitation du sonar actif et n’est pas traitée ici. Codes à spectre plat Les performances de détection dans la réverbération des sonars émettant des codes large bande à spectre plat ne sont liées qu’à leur bande passante (c’est-à-dire à leur résolution en dis- tance), ainsi qu’à la résolution angu- laire du sonar, quasi-indépendamment du mouvement de la cible. Ce dernier point est dû au fait que les bandes émises sont très supérieures aux déca- lages Doppler des cibles. Avec ce type de codes, la vitesse radiale de la cible ne peut pas être exploitée pour amé- liorer les performances de détection par filtrage Doppler de la réverbéra- tion. Appartiennent à cette catégorie les codes à modulation de fréquence hyperbolique (HFM), dont l’usage s’est généralisé, ainsi que les codes “Pseudo Random Noise” et “Binary Phase Shift Keying”. Codes bande étroite Cette catégorie désigne les codes de fréquence pure (FP), qui consistent en l’émission d’un signal monofréquence de durée T choisie de telle sorte que sa largeur spectrale (51/T) soit inférieure au décalage Doppler des cibles que l’on cherche à détecter. Les performances de détection dépendent alors fortement de la vitesse radiale absolue de la cible, de la résolution angulaire du sonar, ainsi que de la vitesse du porteur. On distingue trois régimes, ou zones, de décalage Doppler de la cible par rapport au spectre de réverbération en sortie de voies du sonar. Pour les cibles très lentes, la réverbération associée au lobe principal de la voie pointée sur la cible possède un décalage Doppler su- périeur à celui de la cible (zone A sur la figure 2) ; la résolution en distance du code étant très faible, les performances sont très mauvaises dans cette zone. Pour les cibles de vitesse radiale inter- médiaire (zone B), la réverbération cor- respondant au canal Doppler de la cible Figure 2 : Intensité réverbérée-FP. 46 ZREE N°5/2017 RETOUR SUR LE SONAR ET NOUVEAUX DÉVELOPPEMENTS EN RADAR ET SONAR DOSSIER 1 provient d’un secteur angulaire perçu à travers les lobes secondaires de la voie pointée sur celle-ci. Le rapport signal à réverbération est alors amélioré par toute réduction du niveau des lobes se- condaires du diagramme de voie (cette situation correspond à « l’endoclutter » en radar). Enfin pour des cibles très ra- pides (zone C), il n’y a pas de réverbéra- tion correspondant au décalage Doppler de la cible, et les performances sont très bonnes (« exoclutter » en radar). La plupart des situations opération- nelles pour les sonars actifs portés par des plates-formes en mouvement cor- respondent à la zone B de la figure 2 et malgré la réjection de la réverbéra- tion liée aux secondaires de la voie, le manque de bande passante ne permet pas en général d’apporter un avan- tage de détection significatif par rap- port au mode HFM, en formation de voie conventionnelle. Ce code apporte toutefois un avantage déterminant en réduction de fausses alarmes car il com- porte une information Doppler. Signaux Doppler large bande : codes à peignes de raies Les codes à peignes de raies ont un spectre comportant P raies étroites centrées sur la fréquence ƒ0 . Ils peuvent être obtenus en émettant un signal large bande périodique ou en superpo- sant plusieurs codes FP de fréquences différentes (Cox comb [1]), ou encore en modulant une phase sinusoïdale- ment (SFM). Ces codes allient filtrage Doppler de la réverbération et large bande passante. Leurs performances en détection suivent les mêmes lois que celles des codes FP, avec un rap- port signal à réverbération fortement amélioré. Pour un code formé d’un train de N impulsions identiques sur la durée T (code PTFM, pour Pulse Train Frequency Modulated), chaque impulsion ayant la bande B, le spectre contient P = BT
N lignes espacées chacune d’un intervalle fréquentiel N
T, comme représenté sur la figure 3. Performances comparées en traitement conventionnel Le traitement de signal amont conven- tionnel en sonar actif désigne les étapes de formation de voie panoramique de type « retard plus somme » suivie du trai- tement cohérent multi copies. La formation de voie constitue le traitement spatial. Elle consiste, à partir des signaux de capteurs de l’antenne, pour chaque direction de pointage, à compenser les retards géométriques liés à la forme de l’antenne et à som- mer les signaux correspondants (figure 4). Cette opération est effectuée par le calcul simultanément pour toutes les directions de l’espace. Pour une source dans la direction , le résultat de cette opération est appelé réponse d’antenne et est représenté sur la figure 5. Elle est caractérisée par ses ouvertures an- gulaires à -3dB (2e3 en gisement, 2 3 en site) et par le niveau de ses lobes secondaires. Le résultat de cette opé- ration, pour une direction de pointage donnée, lorsque la source parcourt tout l’espace, est appelé diagramme de directivité de la voie. La juxtaposi- Figure 3 : Spectre du code PTFM. Figure 4 : Formation de voie conventionnelle « retard plus somme ». REE N°5/2017 Z 47 Evolution de la détection des cibles mobiles en sonar actif tion des diagrammes de directivité des différentes voies assure la couverture angulaire du sonar (figure 6). Cette opé- ration est souvent effectuée dans le do- maine fréquentiel, sur la transformée de Fourier des signaux de capteurs, pour des raisons de coût de calcul et égale- ment pour des raisons fonctionnelles en lien avec la mise en œuvre du traite- ment adaptatif. Formellement, on note X(f) le vecteur comportant les signaux de capteur à une fréquence f donnée et dn le vecteur de pointage pour la direction n, dont l’élément k s’exprime en fonction des retards géométriques pour le capteur k, par l’expression ; le signal de sortie, normalisé signal, de la formation de voie à la fréquence f s’écrit : où le symbole « H » désigne l’opérateur de transposition-conjugaison et où la di- mension des vecteurs dn est égale au nombre de capteurs de l’antenne K. Le traitement cohérent constitue le traitement temporel. Il consiste à corré- ler le signal reçu en sortie de chaque voie (ou de capteurs, selon l’ordre des opérations) par le signal émis, que l’on désigne par « la copie ». Cette opération est effectuée successivement à chaque échantillon temporel du signal reçu (en fonction de la résolution en distance du code) et simultanément pour tous les canaux Doppler dans le cas de codes sensibles au Doppler. Dans le cas d’une antenne linéaire, la variable angulaire se réduit au pseudo- gisement e compté par rapport à l’axe de l’antenne et l’intensité de la réverbéra- tion en sortie de formation de voies plus traitement cohérent s’exprime comme l’intégrale sur toutes les directions et toutes les fréquences du diagramme de directivité de l’antenne multipliée par l’interspectre entre la copie et la réver- bération du milieu [2]. Cette intégrale est représentée graphiquement sur la figure 2 dans le cas d’un code FP pon- déré en amplitude, de durée T, dans le plan fréquence - cos e. Sur une plate- forme se déplaçant à vitesse constante V, le spectre de la réverbération dépend de la direction de l’espace, et est cen- tré dans ce plan sur la droite de pente (en gris sur la figure 2 ; c’est la vitesse du son dans l’eau). Le cas d’un code PTFM « bande étroite » (c’est-à- dire pour lequel ) est repré- senté sur la figure 7 : le spectre de la réverbération est constitué de P droites inclinées de pente 2Vf0
c, approximati- vement équidistantes et donc parallèles dans ce cas. Dans le cas large bande, ces droites ne sont pas équidistantes, de sorte que pour un décalage Doppler de la copie égal à la première ambigu- ïté (N
T), les raies en fin de spectre ne coïncident pas avec celles de la cible (ce qui est équivalent à dire que la variation de distance de la cible liée à la désadaptation en Doppler de la copie sur la durée du code est supérieure à sa résolution en distance c
2B) et le code n’est pas ambigu en Doppler. Il ressort de l’analyse comparée effectuée dans [2], que pour le traite- ment conventionnel, le gain des codes à peigne de raies (PTFM) par rapport : s AUCODE&0 HORSVITESSESAVEUGLES EST où Figure 5 : Réponse d’antenne. Figure 6 : Couverture panoramique. 48 ZREE N°5/2017 RETOUR SUR LE SONAR ET NOUVEAUX DÉVELOPPEMENTS EN RADAR ET SONAR DOSSIER 1 est l’étalement Doppler de la réverbé- ration, soit plus d’un ordre de grandeur dans les situations typiques ; s AU CODE (&- POUR LES CIBLES AYANT un décalage Doppler minimum de l’ordre du nœud (Zone B), avec la même bande passante, est : , où NS est le niveau des lobes secondaires du diagramme de directivité de la voie (en dB, inférieur à zéro) et 2e3 sa largeur angulaire à –3dB, soit également plus d’un ordre de grandeur. On voit ainsi l’avantage du mode Doppler large bande sur le mode FP d’une part, ainsi que sur le mode HFM, et que par ailleurs, toute amélioration du niveau des lobes secondaires du dia- gramme de directivité se traduit par un gain direct sur la performance d’autre part. C’est ce qui motive l’utilisation du traitement d’antenne adaptatif discuté plus loin. Résultats en traitement conventionnel On présente ici des résultats expé- rimentaux confortant les prévisions de la section précédente sur l’intérêt des formes d’onde Doppler large bande en traitement conventionnel. La figure 8 représente des visualisations « Doppler - cose » de l’énergie en sortie de for- mation de voies plus filtre adapté, à la même distance, pour trois codes émis chacun de durée identique T=4 s. L’émission était omnidirectionnelle et la réception s’effectuait sur une an- tenne linéaire remorquée de longueur 20 m environ. Les deux tracés supé- rieurs correspondent à des codes FP de fréquences respectives 1 088 Hz et 1 919Hz ; le tracé inférieur correspond à un code PTFM de 128 impulsions et de bande B = 700 Hz. Les trois codes ont été émis lors de la même récur- rence. Les trois tracés sont normalisés signal, de sorte que les niveaux sont directement comparables. Sur les tracés Figure 7 : Intensité réverbérée-PTFM. Figure 8 : Traitement conventionnel – Tracés Doppler/Gisement FP et PTFM. REE N°5/2017 Z 49 Evolution de la détection des cibles mobiles en sonar actif correspondant aux codes FP, on voit dis- tinctement la réverbération s’étalant sur tout le spectre Doppler par les lobes se- condaires des voies, alors que cet effet est à peine visible sur le tracé PTFM. L’analyse quantitative de ces don- nées effectuée dans [2] montre une réduction de la réverbération de 12 à 15 dB en mode PTFM comparé aux deux codes FP, et de 13 dB comparé au mode HFM. Les codes Doppler large bande du type train d’impulsions sont analogues aux trains d’impulsions Radar, à la dif- férence que les impulsions successives sont adjacentes, formant ainsi une ré- currence de sorte que l’analyse Doppler est ainsi effectuée “dans” la récurrence, au lieu de l’être de récurrence à récur- rence. Grâce à la bande relative élevée en Sonar, la condition N  f0
B est en général vérifiée, de sorte que ces codes sont non ambigus en Doppler (Cf. la section suivante). Traitements adaptatifs Formation de voies adaptative en sonar actif On considère dans ce paragraphe l’application de la formation de voies adaptative au sonar actif en mode Doppler, pour les codes FP [3] et PTFM. On traite le cas d’antennes linéaires alignées avec la vitesse du porteur. Comme indiqué plus haut, dans ce mode, les performances sont liées à la réjection spatiale de l’antenne, et on attend donc un gain significatif par l’em- ploi de la formation de voies adaptative. Alors qu’une formation de voies conventionnelle utilise des coefficients de filtrage fixes déterminés par la géo- métrie de l’antenne, la formation de voies adaptative utilise des coefficients de filtrage calculés en fonction de la situation acoustique du moment et le diagramme de directivité est optimisé en fonction de la direction de pointage et de l’environnement. La réponse d’an- tenne diffère alors fortement du dia- gramme de directivité de la voie, celui-ci changeant en fonction de la direction de consigne. Ceci est illustré sur la figure 9, où sont représentés, dans le cas d’une seule source dans le champ acoustique et une direction de pointage donnée : s LEDIAGRAMMEDEDIRECTIVITÏDELAVOIE conventionnelle pointée en «0» ; s LE DIAGRAMME DE DIRECTIVITÏ DU lLTRE adaptatif associé à la voie «0». ainsi que la réponse d’antenne adaptative. Formellement, ce traitement résulte d’une optimisation exigeant de façon indépendante pour chaque fréquence la minimisation de l’énergie de sortie avec la contrainte d’un gain unité dans la direction de consigne (voir [4] par exemple, et [5], [6] dans le contexte sonar). Le signal de sortie de la voie n s’écrit alors : avec où désigne la matrice de covariance des signaux de capteurs à la fréquence f. On voit ainsi que ce procédé né- cessite l’estimation en temps réel du champ acoustique reçu sur les capteurs (sa covariance en fait) qui est rendue possible par l’évolution relativement lente de la situation acoustique. Une difficulté consiste en l’obtention d’un nombre suffisant d’observations indé- pendantes (snapshots) de la matrice de covariance. En effet, la réverbération en mode Doppler possède une structure spatiale qui dépend de la fréquence, et aussi du temps, car l’environne- ment n’est pas stationnaire. Pour une antenne linéaire de longueur L, dans chaque canal Doppler, la réverbération peut être considérée comme associée à un secteur angulaire constitué de : brouilleurs (E(x) dé- signe la fonction partie entière), dont la direction centrale dépend du canal Doppler [3]. Le nombre de degrés de li- berté requis pour annuler ce secteur est de l’ordre de 2J à 3J. Pour des antennes de plusieurs centaines d’éléments, la formation de voie adaptative doit bénéfi- cier de techniques de réduction de rang afin de réduire le nombre de degrés de liberté. L’une de ces techniques consiste à former de voies conventionnelles sur des sous-antennes dont les centres de Figure 9 : Formation de voies adaptative - Directivité et réponse d’antenne. 50 ZREE N°5/2017 RETOUR SUR LE SONAR ET NOUVEAUX DÉVELOPPEMENTS EN RADAR ET SONAR DOSSIER 1 phases sont déterminés en fonction des caractéristiques de corrélation du bruit à réduire, avant de procéder à l’étape de formation de voies adaptative [3]. On a représenté figure 10 un exemple de tracé Doppler - cose de l’énergie en sortie de formation de voies conven- tionnelle (partie gauche de la figure 10) et adaptative (partie droite de la figure 10) pour un code FP. La formation de voie adaptative est effectuée en sortie de filtrage adapté sur une antenne à triplets. L’antenne est constituée de tri- plets d’hydrophones à l’intérieur d’une gaine linéaire remorquée par le bateau (figure 1). La longueur acoustique de l’antenne est de l’ordre de 20 m dans cet exemple. Chaque triplet est constitué de trois hydrophones répartis sur la circon- férence d’un cercle dans la section de la gaine. Les triplets sont eux-mêmes équi- répartis le long de la gaine. L’antenne peut être considérée comme consti- tuée d’un ensemble de trois antennes linéaires parallèles identiques à l’intérieur de la gaine. Pour chaque canal Doppler, les signaux des trois antennes linéaires sont extraits et une formation de voies conventionnelle est effectuée sur cha- cune d’elle (formation de voies primaire, cette étape permet de réduire le rang du système et d’améliorer la convergence du traitement). Puis chaque triplet de voies primaires pointant dans la même direction est traité selon une formation de voie adaptative à trois degrés de liber- té. La matrice de covariance en sortie de voies primaires est estimée sur plusieurs snapshots successifs en temps. Le para- mètre VT/L est égal à 0,52. La réverbéra- tion de la zone B est clairement visible en traitement conventionnel. Elle est réduite quasiment au niveau du bruit de fond en sortie de formation de voies adaptative. Le gain moyen mesuré en rapport si- gnal à réverbération est égal à 18 dB, le niveau de cette dernière étant ramené à quelques dB au-dessus du bruit de sor- tie de la zone C. La figure 11 représente un exemple similaire avec la forme d’onde Doppler large bande PTFM. Le niveau de bruit résiduel en zone B est quasi identique au niveau de la zone C, ce qui signifie que la réverbération est éliminée. Du point de vue du radariste, ce trai- tement peut être considéré comme un traitement angulaire adaptatif de canaux monopulse, qui est une version simpli- fiée de Space-Time Adaptive Processing (STAP) et dont l’adaptativité est res- treinte à la dimension spatiale, consti- tuant ainsi un compromis efficace entre complexité et performance. Traitement adaptatif large bande en sonar actif Le filtre associé au traitement adap- tatif large bande, ou STAP, s’obtient formellement de façon analogue à la formation de voies adaptative, en impo- sant la minimisation de l’énergie de sor- tie sur l’ensemble de la bande passante du signal avec la contrainte de gain unité dans la direction et la copie de la cible, utilisant la forme connue du signal émis. Sous la représentation fréquentielle, le signal de sortie s’écrit (cf [4]) : avec où : s LEVECTEURDIRECTIONGÏNÏRALISÏDn,_ asso- cié à la voie n et au paramètre Doppler cible _ est de dimension MK (M est le nombre de fréquences indépen- dantes du signal émis et K le nombre de capteurs de l’antenne). Celui-ci se construit par la concaténation sur les fréquences des vecteurs directions multipliés par la composante spectrale du signal émis dopplérisé : ; s LAMATRICEDECOVARIANCEGLOBALEK est une matrice bloc-diagonale (du fait Figure 10 : Tracé Doppler-Gisement – FP. Gauche : conventionnel/Droite : adaptatif. Figure 11 : Tracé Doppler-Gisement – PTFM. Gauche : conventionnel/Droite : adaptatif. REE N°5/2017 Z 51 Evolution de la détection des cibles mobiles en sonar actif que les bruits des canaux fréquentiels distincts sont décorrélés) de dimen- sion MKxMK, dont la diagonale est constituée des matrices de covariance du bruit à chaque fréquence . Ce traitement réalise conjointement un blanchiment spatial et fréquentiel (STAP) et se distingue particulièrement du traitement adaptatif purement spatial lorsque le spectre du code émis n’est pas plat, ce qui est le cas des codes Doppler large bande. Parmi les avantages attendus de ce traitement on citera : s LA CAPACITÏ Ì GARDER DE TRÒS BONNES propriétés de détection pour les cibles dont le décalage Doppler est égal aux ambiguïtés Doppler du code (vitesses aveugles). En effet, quand la condition large bande N > f0 / B est satisfaite, compte tenu de l’effet de dilatation du spectre lié à l’effet Doppler, si les pre- mières raies de la copie coïncident avec celles de la réverbération, les suivantes ne coïncident plus, comme illustré sur la figure 12. Le blanchiment spectral effectué par le traitement a alors pour effet de dépondérer les fréquences pour lesquelles les raies coïncident et à ne garder que celles qui sont séparées de la réverbération, comme illustré éga- lement sur la figure 12. Un exemple de résultat, est présenté sur la figure 13, sur laquelle sont comparées des visua- lisations gisement-Doppler du signal de sortie pour les trois traitements considé- rés décrits. On voit les traces verticales associées aux vitesses aveugles sur les deux images de gauche associées respectivement au traitement conven- tionnel (CBF), et à la formation de voie adaptative (ABF), alors que ces traces se distinguent à peine du bruit de fond pour l’image de droite qui est associée au traitement adaptatif large bande (ABF avec blanchiment). Ce traitement peut toutefois perdre en efficacité dans le cas où le spectre de la réverbération est étalé en fréquence sous l’effet de mouvements propres (agitation de sur- face par exemple). Figure 12 : Blanchiment spectral et code Doppler large bande. Figure 13 : Elimination des vitesses aveugles. Figure 14 : Résolution de l’ambiguïté Doppler de la cible. 52 ZREE N°5/2017 RETOUR SUR LE SONAR ET NOUVEAUX DÉVELOPPEMENTS EN RADAR ET SONAR DOSSIER 1 s LACAPACITÏÌLEVERLAMBIGUÕTÏ$OPPLERSUR la cible, comme illustré sur la figure 14. Conclusion L’évolution des techniques de détec- tion en sonar actif sur la dernière décen- nie ont été retracées. Ces évolutions présentent d’importantes similarités avec les avancées effectuées dans le domaine radar, avec cependant les spécificités ha- bituelles du domaine liées à la vitesse de propagation ainsi qu’à la bande passante relative. Les formes d’ondes Doppler large bande et les traitements adaptatifs asso- ciés offrent des capacités de détection particulièrement adaptées aux opérations dans les zones littorales et côtières. Références [1] CoxH.,LaiH.,“GeometricCombWave- forms for Reverberation Rejection”. Proc. 29th Asilomar Conf. Signals, Syst., Comput., Pacific Grove, CA, Oct. 29- Nov. 1 1995, pp.1185-1189. [2] DoisyY.,DeruazL.,vanIJsselmuideS., Beerens S.P., Been R. : “Reverberation Suppression Using Wide Band Dop- pler Sensitive Pulses”. IEEE J. of Oceanic Engineering, Vol 33, n°4, Oct. 2008. [3] Doisy Y., Deruaz L., Been R. : “Inter- ference Suppression of Subarray Adaptive Beamforming in Presence of Sensor Dispersions”. IEEE Trans. Signal Proc., Vol. 58, n°. 8, Aug. 2010. [4] Le Chevalier, F., “Principles of Radar and Sonar signal processing”, Artech House, 2002 [5] Parsons N.H., “A robust algorithm for reverberation suppression in Doppler sensitive transmissions”, Proceedings of the Institute of Acoustics, Vol. 29. Pt.6. 2007. [6] Yixin Yang’“, Chunru Wan‘, Li Zhou, and Chin Swee Chia, “Detection in Reverberation via Beamspace Adaptive Matched Filter”,Oceans’04. MTTS/IEEE Techno-Ocean 9-12 Nov. 2004. L'AUTEUR Yves Doisy est actuellement direc- teur du Centre de compétences études générales sonar de la société Thales Underwater Systems SAS. Il a débuté sa carrière en 1986 comme ingénieur d’études en acoustique sous-marine et traite- ment du signal au département de Brest de la société. Il a rejoint le département de Sophia-Antipolis en 1989, où il a pris la responsa- bilité du laboratoire Traitement du signal de 1994 à 1998. De 1999 à 2008, il prend la direction du service Etudes générales sonar du site de Sophia Antipolis et de 2009 à 2012, il assure la direction technique de la ligne de produits sous-marins et autodirecteurs de torpilles. Yves Doisy est diplômé de l’Ecole supérieure de physique et chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI) et titulaire d’un Master of Sciences de l’University du Michi- gan, Ann Arbour. Il est l’auteur de nombreux articles de revues et de plusieurs brevets.