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Les installations de recherche de l'auteur du livre,
"Les Armes de l'Ombre", de Marc Filterman.

 01°) Radar Aérien Tridimensionnel.


01-01°) Objectif.
01-01A°) Plan de la première antenne.
01-02°) Phases de réalisation.
01-02A°) Photo de l'antenne.
01-02B°) Synoptique général.
01-03°) Système informatique.
01-03A°) Photo de l'ordinateur GE58-C..
01-03B°) Photo des disques+imprimante..
01-03C°) Synoptique détaillé.

01-01°) Objectif:

J'ai commencé à m'intéresser à la détection aérienne en 1975. Je me suis équipé à l'époque avec des systèmes proveant des ventes au domaine essentiellement. J'avais fini par accumuler plusieurs tonnes de matériel sur un site situé en bord de mer. Aujourd'hui, certains de ces équipements totalement dépassés et très lourds, sont partis chez les ferrailleurs. Les radars ne permettent la détection qu'en direction (azimut) et distance. Il est impossible de déterminner l'altitude d'un avion, sauf par l'artifice de l'IFF. Quand l'avion se trouve dans le lobe principal du radar secondaire, il réémet son altidude affichée sur son altimètre, et un code d'identification en direction des opérateurs radar des tours de contrôle. Cela fonctionne dans le cadre d'avions coopératifs. Par contre en temps de guerre, il faut être capable de détecter l'altitude sans la collaboration de la cible.

J'ai donc réalisé des synoptiques en 1976, pour aboutir à un systèmes capable de détecter en plus de l'azimut, l'altitude (site) de la cible. Je suis arrivé à réaliser un radar tridimensionnel courte portée, à partir de 2 systèmes Decca. Les radars fonctionnaient encore avec des tubes à cette époque. Un court-circuit au niveau du câblage était toujours réparable, ce qui n'est plus le cas sur le matériel sophistiqué d'aujourd'hui.

L'autre objectif, concernait la reconnaissance des cibles, ou plus précisément l'analyse des paramètres du signal renvoyé par les cibles. Il fallait donc construire une base de données et identifier précisément chaque cible, pour stocker leurs signatures radar dans une mémoire. C'était impossible à ce moment là, car les ordinateurs étaient pratiquement introuvables et j'ai été obligé d'attendre 1982, avant d'acquérir un assez gros système informatique. Il est bien entendu totalement dépassé aujourd'hui. J'ai donc commencé par le plus simple, un radar qui se coomposait de deux antennes. La première explorait un premier cône en azimut, pendant que la deuxième était fixée sur la précédente par le biais de charnières, ce qui permettait d'effectuer un balayage vertical.


antenne radar Decca balayage site azimut pour détection aérienne tridimensionnelle 3D
08-01-02 °) Phases de réalisation:
Phase 1°) Récupération de radars:
La première idée, consistait à acquérir 2 radars. En 1975, j'ai réussi à m'en procurer 2 de la marque Decca, d'une portée de 48 NM. Chacun se composait des éléments ci-dessous:
     - 1 alimentation.
     - 1 indicateur panoramique.
     - 1 émetteur.
     - 1 antenne rotative (peau d'orange).
Lors de la réalisation du système de détection tridimensionnel, une antenne avec son émetteur a été utilisé pour l'exploration horizontale (azimut).
Sur la première antenne, une deuxième antenne articulée a été superposée horizontalement, pour obtenir un balayage vertical. Ce mouvement était obtenu par un deuxième moteur. Il faut savoir que pour les radars d'approche de précision d'aéroport, positionné dans l'axe d'une piste d'atterrissage, cette deuxième antenne est dans le sens vertical et non pas horizontal, pour obtenir un faisceau de balayage vertical étroit.

Phase 2°) Concaténation azimut+site+Détection passive:
L'idéal était d'obtenir les informations d'azimut et d'altitude des cibles sur le même écran. Malheureusement à cette époque, les ordinateurs n'étant pas disponibles, cette étape a été reportée à beaucoup plus tard. Je me suis donc occupé de faire travailler cette ensemble en mode actif ou passif, c'est à dire en coupant l'émission, pour fonctionner seulement en réception. Cette solution permet d'éviter de ce faire repérer par un ennemi en temps de guerre. L'astuce consistait à utiliser les émissions des autres radars qui émettaient à partir des navires en mer. Le circuit de réception devait donc être piloté pour s'accorder sur les autres sources d'émission. Si la direction des cibles ou sources d'émission pouvait être définie, il n'en était pas de même pour la distance. Il aurait fallu disposer d'un autre site radar fonctionnant en passif pour faire triangulation goniométrique.

Il était aussi possible de faire de la poursuite. En amont des deux moteurs d'antenne, des comparateurs électroniques avait été montés. Il prélevaient les signaux nécessaires directement sur les indicateurs panoramiques. Si le signal de la cible s'affaiblissait, le moteur changeait de sens de rotation, jusqu'à ce que le signal réaugmente. La cible restait dans un lobe de 10 à 20°, ce qui était suffisant. La sélection de la cible se faisait manuellement au départ par intervention sur des interrupteurs, et une fois accrochée, les comparateurs étaient activés.

 

           PHOTO ANTENNES RADAR:
             DESIGNATION:
antenne radar 3D Decca et Atlas modifiée pour la détection aérienne Antenne de balayage verticale articulée, en position de repos,

Antenne de balayage Horizontale,
couplées à 2 émetteurs radar DECCA.

Exploration longue distance et poursuite.
 
 
 
 
 

Antenne de détection haute altitude
couplée à un radar ATLAS
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Ces antennes n'existent plus aujourd'hui. Elles ont été démontées en 1990. Le synoptique de départ, ressemblait à celui présenté ci-dessous.

synoptique d'un système de détection radar aérien tridimensionnel sur ordinateur Honeywell Bull GE 58C pour traitement de données radar

Phase 3°) Modification des circuits de modulation:
A°) Le système ci-dessus a été modifié au niveau du circuit de modulation, qui permet de régler la durée des impulsions d'émission, et donc le nombre des impulsions émisent dans chaque seconde. Plus l'impulsion est longue, moins on en a dans une seconde, et plus la distance de détection du système est importante. Mais dans ce cas, il faut savoir que l'on a aussi une dégradation dans la précision de la localisation des cibles, et la vitesse de rotation de l'antenne se situera entre 5 et 8 tours/mn. Nous avons donc affaire à un radar de grande portée, avec une faible fréquence de récurrence ou de rafraichissement des informations, elles sont moins souvent remises à jour.

B°) Dans le cas contraire, si nous avons des impulsions très courtes, elles seront plus nombreuses dans la seconde, la distance de détection sera d'autant plus courte, et la vitesse de rotation de l'antenne plus élevée, 60 tours/mn. Nous avons affaire ici à des radars de poursuite destinés à des batteries anti-aérienne (DCA), qui nécessitent une grande précision. On a donc une fréquence de rafraichissement plus élevées, donc une information renouvelée plus souvent, et qui sera plus précise.
En jargon technique, on appelle la durée des impulsions:
-BFR (basse fréquence de récurrence: radar de grande portée),
-MFR (moyenne fréquence de récurrence: radar de portée intermédiaire),
-HFR (haute fréquence de récurrence: radar de précision de courte de précision).
- MP (très haute fréquence récurrence: radar de poursuite / Mode passif+actif).
La vitesse de rotation normale d'une antenne radar maritime se situe entre 10 et 15 tours par minutes. Un autre circuit a été rajouté. Il s'agit d'un variateur de vitesse qui a été raccordé pour contrôler la vitesse de rotation des moteurs des antennes. Il était ainsi possible de la faire tourner entre 5 et 30 tours par minute, au lieu de ses 12 tours initiaux.

 
  Portée   Modulation   Rotation   Précision 
  100 km    BFR Mode A   05 tr/mn   2 %
  050 km   MFR Mode P+A   15 tr/mn   1 %
  025 km   HFR Mode P+A   30 tr/mn  0,1 % 
  030 km   THFR Mode P+A    60 tr/mn  0,1 %
Nous pouvons appelé un tel système, un radar multimode. Les documents et synoptiques avaient été photocopiés à l'époque par un service officiel, et déposé sous acte notarié, prouvant la date de réalisation de ce dispositif. C'est le nouveau type de radar complexifié que l'on réalise aujourd'hui pour les avions de combat multirôle. Ils peuvent servir de radar météo, aérien, tactique au sol, et de poursuite.

Phase 4°) Modules CAD+CDA:
Cette étape a consisté à réaliser des modules électroniques destinés à transformer les signaux analogiques, en signaux numériques, utilisables par les ordinateurs.

Module A:
Il fallait pour cela réaliser une interface de conversion appelée CAD (convertisseur analogique digital). On pouvait ainsi transférer les signaux des scopes radar analogique, vers un port d'entrée série (RS232) d'un ordinateur, qui après traitement, affichait la position des cibles sur un terminal écran.

Module B:
L'interface CDA (convertisseur digital analogique) a été réalisée. Elle servait à piloter les variateurs de vitesse des moteurs, permettant de faire varier la vitesse de rotation des antenne de 5 à 30 tours minutes. Il était aussi possible de faire changer le sens de rotation des antennes, permettant la pourssuite d'une cible aérienne.

Module C:
Un module CDA permettait d'intervenir sur les circuits de modulation, qui permettaient de sélectionner le mode BFR, MFR et HFP. On modifiait ainsi la portée et la précision.

Module D:
Une partie un peu plus complexe, concernait le module d'acquisition analogique raccordé sur le circuit de détection des signaux des cibles, détectés par le récepteur. Les signaux devaient être convertis numériquement et dirigés ici vers un autre port de l'ordinateur.

Module E:
Il s'agit d'un CDA destiné à piloté le circuit de puissance. L'objectif, consistait à réaliser un dispositif capable de brouiller les systtèmes adverses, par saturation de l'électronique, par exemple, mais il nécessitait une antenne particulière. J'y reviendrai plus tard, et plus en détail.
 

08-01-03°) Système informatique:
Si les interfaces électroniques de conversion étaient faciles à réaliser, il faut savoir en revanche que les microordinateurs et les logiciels d'aide à la programmation étaient inexistant à l'époque. Le DOS et l'UNIX n'existaient pas. On utilisait les cartes perforées, quand ce n'était pas le langage binaire.
Si j'avais réussi à me procurer mes premiers radars dès 1975, il a fallu que j'attende 82, pour acquérir mon premier ordinateur, un BULL GE-58C. A la même époque, j'ai récupéré 2 radars ER-7 de très forte puissance, de 450 KW.

A°) L'odinateur BULL comportait des éléments suivants:
 - 1 unité centrale.
 - 1 modem sur LS.
 - 1 pupitre lecteur de cartes perforées (le programme)
 - 1 perforateur de carte pour réaliser le programme.
 - 2 contrôleurs de disque.
 - 4 unités de disque.
 - 2 dérouleurs de bande.
 - 1 imprimante.
 - 5 terminaux écrans DKU.
 - 1 téléimprimante Anderson Jacobson.
 - 1 modem accoustique Anderson Jacobson.


Première partie du système:
Ordinateur Honeywell Bull GE 58C pour détection radar ridimensionnelle 3D
 


Deuxième partie du système:
contrôleur unité de disque dur ordinateur Honeywell Bull GE 58C pour traitement de données radar
 

 
J'ai encore une partie de ce matériel aujourd'hui, mais il n'est plus utilisé, car totalement dépassé par un simple microordinateur Pentium. Les éléments les plus lourds et encombrants ont été détruits. Il faut savoir aussi que les mémoires vives des calculateurs de l'époque, ne faisaient que quelques dizaines de kilooctets. Les mémoires vives reposaient sur des cartes de tores ferromagnétiques, dont j'ai encore quelques exemplaires préhistoriques. Pour rédiger les programmes, on n'hésitait pas à écrire les phrases en abrégées, et à faire sauter les accords sur les mots, afin de gagner le plus de place possible dans les mémoires vives ou autres. Des lignes de programme étaient entrées par le biais des cartes perforées. Ce matériel fera rire certains aujourd'hui, mais les coûts à l'époque étaient exhorbitants. De plus il était volumineux, lourd, gros consommateur d'énergie, sensible à la moindre perturbation, à la chaleur et à la poussière.On pouvait cependant avoir l'opportunité de récupérer ce type de matériel pour une bouchée de pain, quand les centres de recherche le remplaçait par du matériel de type IBM beaucoup plus performant. Même si le Bull était dépassé, c'était mieux que rien.

Un engin de 4 mètres cube, voire même 10, était 1000 fois moins performant qu'un simple PC Pentium d'aujourd'hui. La microinformatique orientée grand public, avec des performances acceptables, n'a commencé qu'a apparaître en 1985. Le coût restait encore très dissuasif pour le simple particulier, et même le professionnel. Un simple IBM PC XT ou AT coûtait de 50 à 80.000 F. Plusieurs ingénieur de mes relations, avaient acheté les premiers IBM PC/XT ou AT à crédit en 86. Certains payaient encore le crédit de leur machines en 92. Inutile de dire qu'ils faisaient une drôle de tête, quand ils ont vu les prix se casser la figure et les performances des nouvelles machines augmenter.

B°) Programmation:
Un fois l'ordinateur trouvé, il fallait réaliser les programmes. Plus facile à dire qu'à faire, surtout pour un non informaticien. Il a donc fallu lire les bouquins et apprendre à programmer. En réalité, quelque modules simples avaient été réalisés, n'ayant pas eu la possibilité d'aller jusqu'au bout, en raison de problème de santé. J'ai découvert par la suite que cela était lié à une forte exposition aux micro-ondes des radars. Pour faciliter la réalisation du programme, celui-ci avait été divisé en plusieurs modules, dont voici un exposé simplifié.

Sous-programme a:
Il fallait réaliser un module capable de récupérer les signaux sur le port raccordé aux scopes des radars. Il fallait ensuite les traiter, et les réorienter vers un autre port de sorti de l'ordinateur, raccorder lui sur un terminal écran. On affichait ainsi la position des cibles. En somme, l'image analogique de chaque radar était transférée vers un terminal écran.

Sous-programme b:
Ce sous programme était destiné à afficher des échelles de repérage sur le terminal d'ordinateur et l'horodatage.

Sous-programme c:
Ce module devait permettre de numéroter les cibles détectées, enregistrer la trajectoire des cibles et aussi l'horodatage dans une base de données, afin de réaliser un historique.

Sous-programme d:
Il devait consister à numéroter toutes les cibles détectées par les récepteurs des radars. Il fallait donc un programme d'analyse, capable de comparer les signatures des cibles déjà enregistrées aux nouvelles cibles détectées. Chaque nouvelle cible devait être enregistrée si elle n'existait pas dans la base de données disponible sur le disque dur ou la bande magnétique.

Sous-programme e:
Ce module devait permettre de réaliser des images de synthèse. L'objectif était d'enregistrer des graphiques représentant les voies aérienne ou maritime. J'avais prévu de rentrer les aides à la navigation, plans d'aéroport, le découpage de la côte, et le relief terrestre.

Sous-programme f:
Ce module n'était ni plus ni moins qu'une base de données destinée à recevoir les informations descriptives des cibles, avions, missiles, et navires. Cette base devait être indexée avec celle du module D. Dès que la cible était analysée et identifiée, cette base devait permettre d'afficher les caractéristiques complètes de l'engin.

Sous-programme g:
Programme de calcul destiné à estimer:
* la vitesse des cibles.
* la distance entre deux points.
* le temps nécessaire pour atteindre un point.
* la vitesse nécessaire pour atteindre un point.
* le temps restant avant collision avec une autre cible.
* des zones d'alerte à partir d'un seuil minimum et maximum par rapport à un point.

Sous-programme h:
Ce module était destiné à piloter:
* le circuit de puissance des émetteurs radars,
* les circuits de modulation,
* les circuits de contrôle des variateurs des vitesse des moteurs des antennes des radars.
* les circuits de balayage d'une antenne sphérique non réalisée, par manque de moyens technologiques et financiers. Elle devait comporter un tube métallique spécial à chaque degré.
L'objectif de ce module était de brouiller les systèmes adverses, par saturation de l'électronique en focalisant toute l'énergie sur un seul tube métallique, et en intervenant sur le type de modulation. J'ai depuis découvert depuis cette époque que l'on pouvait y implanter d'autres possibilités, ainsi que sur des systèmes terrestres ou embarqués. En réalité si les modifications sont simples, c'est la définition des signaux à réaliser qui est le plus complexe.

Sous-programme I:
Rien n'empêche l'utilisation d'un module destiné à transformer un système en radar en une arme de neutralisation efficace contre des systèmes électroniques. Il est possible en adoptant les fréquences de récurrence approprié, ou en transmettant un signal numérique approprié d'interférer avec les système embarqué à bord d'un avion. Il est de même possible d'interférer avec le cortex cérébral. En réalité il existe 2 générateurs assez performants qui se prêtent à ce style d'opération, mais inutilsable sans la programmation adéquate.

C°) Répartition des tâches des terminaux:
Terminal A:
Terminal de programmation et d'exploitation couplé au pupitre lecteur des cartes perforées, raccordé sur l'unité centrale GE58C sous système d'exploitation GCOS.

Terminal B:
Entrée et sortie des données pour alimenter les bases de données de l'ordinateur:
* description et caractéristiques des cibles.
* description du relief du terrain.
* relief des aéroports ou ports.
* position et orientation des pistes.
* position des balises d'aide à la navigation.
* position des voies aériennes et maritimes.

Terminal C:
* Affichage d'un horodatage.
* Superposition en image de synthèse graphique d'un alidade, et des diverses échelles.
* Affichage de l'image analogique des radars, et aussi des cibles.
* Affichage chronologique de la numérotation des cibles détectées, reposant sur l'horodatage.
* Superposition du tracée des voies aériennes ou maritimes, du relief terrestre et de la côte. * Affichage des aides à la navigation (VOR), pistes d'aterrisages.

Terminal D:
Affichage du numéro de la cible horodatée.
Affichage du type de cible détectée.
Affichage du cap de la cible.
Affichage de l'altitude de la cible.
Affichage de la vitesse de la cible.

Mémoire de masse:
Les dérouleurs de bandes magnétiques, étaient destinés à enregistrer les historiques chronologiques des trajectoires des cibles aériennes et maritimes.
Les disques durs étaient destinés à enregistrer les informations des diverses bases de données, et les programmes. La réalisation des modules électroniques CAD/CDA ne posaient pas de gros soucis. C'est surtout la partie informatique qui a posé le plus de problème.

1976, synoptique d'un extracteur de signal vidéo d'un indicateur radar pour exploitation sur un ordinateur Bull GE 58C

Un synoptique abrégé de l'ensemble du dispositif avait été réalisé en réalité en 1975. Il comportait ses fonctionnalités principales. Il avait été photocopié par un service officiel, dès cette époque, la DST. Il n'était en effet pas courant de trouver un particulier ou un radio- amateur, équipé avec des systèmes radar et radiotélétypes.


01-01°) Objectif.
01-01A°) Plan de la première antenne.
01-02°) Phases de réalisation.
01-02A°) Photo de l'antenne.
01-02B°) Synoptique général.
01-03°) Système informatique.
01-03A°) Photo de l'ordinateur GE58-C..
01-03B°) Photo des disques+imprimante..
01-03C°) Synoptique détaillé.


 
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