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Contribution à l'étude de techniques de codage analogique pour imagerie microondes active et passive

KPRE Ettien Lazare
Abstract: 

Les systèmes d’imagerie microonde suscitent un grand intérêt pour la sécurité des citoyens puisqu’ils ne présentent aucun danger pour la santé comparés aux systèmes à rayon-X. Les microondes ont la capacité de traverser des obstacles opaques aux longueurs d’ondes optiques, rendant possible la détection d’objets enfouis sous des vêtements (armes blanches, armes de poing, explosifs, etc), et la vision à travers le mur (pour lutte contre les prises d’otages). Plusieurs instruments commerciaux et laboratoires dédiés à la sécurité existent actuellement, néanmoins la majorité de ces systèmes peinent à concilier la rapidité, la résolution et le coût global du système. Ce manuscrit se présente comme une synergie de l’état de l’art (systèmes d’imagerie haute résolution, techniques de codage analogique, traitement du signal, etc) afin de proposer des solutions originales aux problématiques des systèmes actuels. Globalement, l’objectif de cette thèse est de minimiser le coût des systèmes constitués d’un grand nombre d’éléments rayonnants au moyen d’architectures rentables et ce, sans affecter les performances notamment en termes de résolution, rapidité d’acquisition, etc. Les architectures proposées sont essentiellement basées sur le concept du Radar MIMO (pour les systèmes actifs) et du radiomètre à synthèse d’ouverture interférométrique (pour les systèmes passifs). Des prototypes laboratoires ont été réalisés en bande S en associant des composants compressifs entièrement passifs à ces architectures. Ce type de composants à diversité spatiale et fréquentielle présentent des fonctions de transfert orthogonales et permettent de coder les signaux d’antennes vers un nombre de voies RF considérablement réduit, ce qui permet de simplifier fortement l’architecture matérielle tout en autorisant une acquisition simultanée des signaux. En plus, des techniques de traitement associées aux architectures proposées sont également analysées afin d’en évaluer les performances. Finalement, les résultats obtenus ont fait l’objet d’un dépôt de brevet en cours d’instruction et d’un produit industriel en bande millimétrique actuellement en cours de développement dans le cadre du projet ANR-PIXEL. L’objectif de ce projet étant de développer un scanner radiométrique très haute résolution et temps réel en bande W. Mots clés : Radar MIMO, Radiomètre à Synthèse d’Ouverture Interférométrique (SAIR), imagerie microonde, cavité microonde, codage passif, signaux orthogonaux, problème inverse.