La performance d'un système radar peut être jugée par les éléments suivants : (1) la distance maximale à laquelle il peut voir une cible d'une taille spécifiée, (2) la précision de sonla mesurede l'emplacement de la cible en distance et en angle, (3) sa capacité à distinguer une cible d'une autre, (4) sa capacité à détecter l'écho cible souhaité lorsqu'il est masqué par de grandsdésordreéchos, signaux parasites non intentionnels provenant d'autres émetteurs "amis", ou rayonnement intentionnel provenant d'un brouillage hostile (s'il s'agit d'un radar militaire), (5) sa capacité à reconnaître le type de cible et (6) sa disponibilité (capacité à fonctionner en cas de besoin), sa fiabilité et sa maintenabilité. Certains des principaux facteurs qui affectent les performances sont abordés dans cette section.
Émetteurpouvoir etantennetaille
La portée maximale d'un système radar dépend en grande partie de la puissance moyenne de son émetteur et de la taille physique de son antenne. (En termes techniques, cela s'appelle le produit puissance-ouverture.) Il y a des limites pratiques à chacun. Comme indiqué précédemment, certains systèmes radar ont une puissance moyenne d'environ un mégawatt. Radars multiéléments environ 100pieds(30 mètres) dansdiamètrene sont pas rares ; certaines sont beaucoup plus grandes. Il existe des radars spécialisés avec des antennes (fixes), tels que certains radars HF au-dessus de l'horizon et le système de surveillance spatiale américain (SPASUR), qui s'étendent sur plus d'unmile(1,6 km).
Destinatairebruit
La sensibilité d'un radardestinataireest déterminé par l'inévitablebruitqui apparaît à son entrée. Aux fréquences radar micro-ondes, le bruit qui limite la détectabilité est généralement généré par le récepteur lui-même (c'est-à-dire par le mouvement aléatoire des électrons à l'entrée du récepteur) plutôt que par le bruit externe qui pénètre dans le récepteur via l'antenne. Un ingénieur radar utilise souvent un transistoramplificateurcomme premier étage du récepteur même si un bruit plus faible peut être obtenu avec des dispositifs plus sophistiqués (et plus complexes). Il s'agit d'un exemple de l'application du principe d'ingénierie de base selon lequel la « meilleure » performance pouvant être obtenue n'est pas nécessairement la solution qui répond le mieux aux besoins de l'utilisateur.
Le récepteur est conçu pouraméliorerles signaux désirés et pour réduire le bruit et d'autres signaux indésirables qui interfèrent avecdétection. Un concepteur tente de maximiser la détectabilité des signaux faibles en utilisant ce que les ingénieurs radar appellent un "filtre adapté”, qui est un filtre qui maximise le rapport signal sur bruit à la sortie du récepteur. Le filtre adapté a une formulation mathématique précise qui dépend de la forme du signal d'entrée et du caractère du bruit du récepteur. Cependant, une approximation appropriée du filtre adapté pour le radar à impulsions ordinaire est celle dont la bande passante danshertzest leréciproquede la largeur d'impulsion en secondes.
Taille cible
La taille d'une cible « vue » par radar n'est pas toujours liée à la taille physique de l'objet. La mesure de la taille de la cible observée par radar est appelée laefficace radar et est donnée en unités de surface (mètres carrés). Il est possible que deux cibles ayant la même surface de section physique diffèrent considérablement en taille radar, ou radarla Coupe transversale. Par exemple, une assiette plate 1carré mètredans la zone produira une section efficace radar d'environ 1 000 mètres carrés à unefréquencede 3 GHz vu perpendiculairement à la surface. Un cône-sphère (un objetressemblerun cornet de crème glacée) vu dans la direction du cône plutôt que de la sphère pourrait avoir une section radar d'environ 0,001 mètre carré même si sa surface projetée est également de 1 mètre carré. En théorie, la section efficace du radar a peu à voir avec la taille du cône ou l'angle du cône. Ainsi, la plaque plane et le cône-sphère peuvent avoir des sections efficaces radar qui diffèrent d'un million à un même si leurs aires physiques projetées sont les mêmes.
La sphère est une cible inhabituelle en ce que sa section efficace radar est la même que sa surface de section physique (lorsque sa circonférence est grande par rapport à la longueur d'onde radar). C'est-à-dire qu'une sphère avec une surface projetée de 1 mètre carré a une section radar de 1 mètre carré.
Les avions commerciaux peuvent avoir des sections transversales radar d'environ 10 à 100 mètres carrés, sauf lorsqu'ils sont vus de côté, où les sections transversales sont beaucoup plus grandes. La plupartle contrôle du trafic aérienles radars sont nécessaires pour détecter les aéronefs avec une section radar aussi faible que 2 mètres carrés, car certains petit* aéronefs d'aviation générale peuvent être de cette taillevaleur. À titre de comparaison, la section radar d'un homme a été mesurée aux fréquences micro-ondes à environ 1 mètre carré. Un oiseau peut avoir une section transversale de 0,01 à 0,001 mètre carré. Bien qu'il s'agisse d'une petite valeur, un oiseau peut être facilement détecté à des distances de plusieurs dizaines de kilomètres par un radar à longue portée. En général, de nombreux oiseaux peuvent être détectés par radar, de sorte que des mesures spéciales doivent généralement être prises pour s'assurer que leurs échos n'interfèrent pas avec la détection des cibles souhaitées.
La section efficace radar d'un aéronef et celle de la plupart des autres cibles d'intérêt pratique fluctuent rapidement lorsque l'aspect de la cible change par rapport à l'unité radar. Il ne serait pas inhabituel qu'un léger changement d'aspect fasse varier la section efficace du radar d'un facteur de 10 à 1 000.
Désordre
Les échos de la terre, de la mer, de la pluie, de la neige, de la grêle, des oiseaux, des insectes, des aurores et des météores intéressent ceux qui observent et étudient leenvironnement, mais ils sont une nuisance pour ceux qui veulent détecter des avions, des navires, des missiles ou d'autres cibles similaires. Les échos parasites peuvent sérieusem*nt limiter la capacité d'un système radar; ainsi, une partie importante de la conception du radar est consacrée à minimiser les effets du fouillis sans réduire les échos des cibles souhaitées. Le décalage de fréquence Doppler est le moyen habituel par lequel les cibles mobiles sont distinguées du fouillis d'objets stationnaires. La détection de cibles sous la pluie pose moins de problèmes aux basses fréquences, car l'écho radar de la pluie diminue rapidement avec la fréquence décroissante et la section transversale moyenne des aéronefs est relativement indépendante de la fréquence dans la région des micro-ondes. Parce que les gouttes de pluie sont plus ou moins sphériques (symétriques) et que les avions sontasymétrique, l'utilisation depolarisation circulairepeut améliorer la détection des aéronefs sous la pluie. Avec la polarisation circulaire, lechamp électriquetourne à la fréquence radar. De ce fait, l'énergie électromagnétique réfléchie par la pluie et l'avion sera affectée différemment, ce qui facilite ainsi la distinction entre les deux. (Par beau temps, la plupart des radars utilisent une polarisation linéaire, c'est-à-dire que la direction du champ électrique est fixe.)
