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| Développement et mise en œuvre d'un radar tomographique de terrain à très haute résolution pour la caractérisation de volumes complexes (Development and implementation of a very high resolution tomographic ground radar for the characterization of complex volumes) Harkati, Lekhmissi - (2020-07-22) / Universite de Rennes 1 - Développement et mise en œuvre d'un radar tomographique de terrain à très haute résolution pour la caractérisation de volumes complexes
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Langue : Français Directeur(s) de thèse: Ferro-famil, Laurent Discipline : Télécommunications Laboratoire : IETR Ecole Doctorale : MATHSTIC Classification : Sciences de l'ingénieur Mots-clés : Imagerie radar à haute résolution, MIMO, Caractérisation de la neige, Système radar
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Résumé : Ce travail de thèse concerne le développement et la mise en oeuvre d’un nouveau système radar MIMO-OFDM portable, léger, peu complexe et peu coûteux, capable de mesurer et de caractériser un volume complexe 3-D comme un manteau neigeux, une forêt. Une technique MIMO, qui étend le principe de l’OFDM à des éléments antennaires d’un réseau est proposée afin d’éviter l’utilisation de commutateurs lors de l’émission et la réception des signaux. Le système fonctionne en bande C et mesure des environnements volumiques en champ proche et à haute résolution (5 cm en distance et 15 cm en élévation). Il est destiné à la caractérisation de manteaux neigeux stratifiés présentant une homogénéité dans la direction horizontale et une épaisseur inférieure à quatre mètres. Le radar possède un système autonome de génération et d’acquisition de signaux. Un processus d’imagerie 3-D par focalisation de signaux à large bande a été développé et appliqué sur des mesures réalisées en janvier et mars 2019, puis mars 2020 dans les Alpes françaises. Divers paramètres physiques, dont le profil diélectrique d’un couvert, la structure de sa réponse EM 3D ont été estimés, qui pourront être utilisés pour interpréter des résultats de mesures SAR 2-D satellitaires opérées dans la même bande. Abstract : This doctoral work concerns the development and implementation of a new portable, lightweight, low-cost and low complexity radar system, able to monitor and characterize a complex 3-D volume such as a snow pack, a forest. A MIMO technique that extends the OFDM principle to elements of an antenna array is proposed in order to avoid the use of switches when transmitting and receiving signals. The system operates at C band and measures volumetric environments in near field and at high resolution (5 cm in ground range and 15 cm in elevation). It is dedicated to the characterization of stratified snow packs having depth of up to four meters and a homogeneous structure in the horizontal direction. The radar autonomously generates and acquires signals . A 3-D imaging process, based on the focusing of wide band signals has been developed and applied to measurements performed January and march 2019 and in march 2020 in the French Alps. Several physical features, including the dielectric profile of a snow cover, and the structure of its 3D EM responses have been estimated, and could be used to analyze 2-D space borne SAR images acquired in the same frequency band. | |||