Principe de fonctionnement d un détecteur de radar routier

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Émilie Michel
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1 Page 1 sur 7 Principe de fonctionnement d un détecteur de radar routier

2 Page 2 sur 7 Introduction Le but de cette étude est de faire ressortir le principe de fonctionnement d un détecteur de radar routier. Nous bornerons notre étude à la fonction détection des ondes émises par le radar de police. En effet, les détecteurs de radar modernes peuvent brouiller les signaux émis par le radar mais aussi rendre inopérant les détecteurs de détecteur de radar utilisés par la police. Évidemment, l utilisation de tels objets est interdite par la loi française, seulement il nous a semblé intéressant de comprendre quel processus de traitement du signal permettait de contrecarrer un signal de radar. Plan 1) Définition du système 2) Synoptique 3) Détail du synoptique 4) Commentaires 5) Bibliographie Définition du système Un détecteur de radar est un petit boîtier électronique généralement utilisé dans les automobiles, moto ou camions et qui a pour but de détecter la présence d un cinémomètre utilisé par la maréchaussée et d en avertir le conducteur. Plus spécifiquement, le détecteur de radar reçoit les ondes émises par le radar et, une fois celles-ci traitées, il émet un signal sonore et visuel à l attention du conducteur afin que celui-ci réduise sa vitesse. C est donc un récepteur. *Caractérisation du signal d entrée. Le signal d entrée est celui émis par le radar. Les radars traditionnels fonctionnent de la même façon que ceux qui sont utilisés en aviation ou en navigation marine Le principe consiste à envoyer un faisceau de micro-ondes. Ce faisceau est alors réfléchi comme un rayon lumineux par ce

3 Page 3 sur 7 qu'il frappe en l occurrence, ici, le véhicule. Puis le faisceau réfléchi retourne vers le radar et l'appareil calcule la vitesse de votre véhicule. Pour cela il utilise le principe qui se nomme l'effet Doppler. Le radar envoie un faisceau à une fréquence précise et quand ce faisceau est réfléchi par le véhicule, il reçoit un signal dont la différence de fréquence est proportionnelle à la vitesse de déplacement de la voiture. En comparant ce qu'il reçoit et ce qu'il envoie il calcule la vitesse. La vitesse est calculée par l équation : Dans le cas d un radar fixe, avec v : vitesse du véhicule c : célérité de la lumière f 0 : fréquence de la porteuse Les ondes utilisées sont donc des micro-ondes, comprises entre 10 GHz et 40 GHz. Il existe trois bandes de fréquence utilisées selon les radars : X ( GHz ±25 MHz), K ( GHz ±100 MHz) et Ka (de 33.4 à 36.0 GHz avec 13 canaux de 200 MHz de largeur) Un détecteur de radar performant doit pouvoir détecter les 3 bandes, surtout la Ka qui est utilisée par les radars modernes. Ci-dessous, le spectre de détection d un détecteur performant.

4 Page 4 sur 7 Le signal reçu par les détecteurs est donc un train d impulsions de fréquence porteuse comprise dans les bandes X, K ou Ka. *Caractérisation du signal de sortie. Le signal de sortie consiste donc à prévenir le conducteur du véhicule de la présence du radar. Il varie selon les détecteurs, mais la plupart du temps il s agit d un signal lumineux (de type LED) doublé d un signal sonore (de type Buzzer). Synoptique Nous allons traiter la partie réception de l onde du radar. Le schéma ci-dessous met en évidence les différentes étapes de traitement du signal reçu.

5 Page 5 sur 7 Le signal, provenant de l antenne (RF) est soustrait à un signal sinusoïdal LO (Local oscillator) dans un mélangeur. Ce signal est ensuite amplifié une première fois puis de nouveau soustrait à un autre signal LO puis ré-amplifié avant de pénétrer dans le détecteur. Détails du synoptique La partie entre pointillée est appelée hétérodyne. Quand deux ondes sinusoïdales de différentes fréquences sont mêlées ou superposées, l amplitude de l onde résultante varie avec une fréquence égale à la différence de leurs fréquences respectives. L hétérodyne est l appareil qui émet des ondes radioélectriques de très faible puissance ; grâce à lui, on produit des oscillations de haute fréquence, pures ou modulées. Il permet de mettre au point les récepteurs de radio, en alignant les circuits d accord sur les fréquences voulues. L hétérodyne converti le signal RF (Fréquence radio émise par le radar) en une fréquence intermédiaire (IF) en mélangeant le signal RF avec le signal LO. La fréquence intermédiaire est égale à la fréquence LO moins la fréquence reçue (IF = LO - RF). La fréquence est différente pour chaque bande de radar (X, K Ka). Ce signal est amplifié et est de nouveau mélangé à une onde (2 ème LO). Lorsque l on multiplie une onde sinusoïdale par une autre onde sinusoïdale de fréquence différente on obtient alors un signal sinusoïdal dont la fréquence correspond à la somme des deux fréquences initiales (ici, c est une différence, le déphasage est de 180 ).

6 Page 6 sur 7 E 1 : amplitude du 1 er signal E 2 : amplitude du 2 ème signal ω 1 : fréquence du 1 er signal ω 2 : fréquence du 2 ème signal L oscillateur LO à fréquence variable est ajusté pour donner une fréquence de battement prédéterminée (proche de celles de K, Ka ou X). Cette opération est nécessaire pour pouvoir ensuite amplifier le signal sans ajouter un bruit excessif (opération difficile dans le domaine des microondes). Le signal intermédiaire est donc toujours dans le domaine micro-onde. Il est alors amplifié et de nouveau mélangé afin d avoir un signal parfait, modulé en fréquence. Il faut également savoir que le signal LO est très faible énergiquement. Le signal est ensuite comparé à l aide de la partie détecteur. C est la partie processeur qui déterminera s il s agit d une fréquence utilisée par un radar de police ou non. Dès lors, il décidera d avertir le conducteur ou non via la partie avertissement. Commentaires Les mélangeurs ne sont pas parfaits et font perdre une partie du signal LO vers l'antenne et l émettent. Certains détecteurs possèdent un pré-ampli ou un isolant entre le mélangeur et l'antenne qui ont pour effet de réduire les pertes vers l'antenne mais ne les éliminent pas totalement. Les anciens modèles de détecteurs de radar ne pouvaient pas se faire prendre par les détecteurs de détecteurs de radars car ils n'avaient pas d oscillateur LO. Sans ce traitement, il serait difficile d amplifier le signal reçu sans que l on ajoute du bruit d amplitude importante qui ne permettrait alors pas de distinguer le signal recherché. Voilà pourquoi il est impossible d amplifier le signal à la sortie de l antenne sans l avoir mélangé avec un signal LO qui lui est pur, par définition. La nécessité des deux traitements est révélée par le fait que les gammes d ondes de radars sont très restreintes. Il faut donc être le plus précis possible dans l analyse afin de ne pas avertir

7 Page 7 sur 7 l utilisateur de la présence d un radar quand ce n est pas le cas. Conclusion L étude de ce système nous a permis de mieux percevoir les difficultés engendrées par le traitement de signal. De plus nous avons pu nous familiariser avec les différents composants du traitement de signal (hétérodyne, amplificateur). Au fur et à mesure que notre étude avançait, nous nous sommes aperçu que le détecteur de radar n était pas un simple récepteur comme nous le pensions, mais qu il comportait une partie traitement importante Ce traitement conséquent, nous l avons vu engendre un signal réémis par l antenne et permet de détecter les détecteurs. L enjeu industriel qui consistait à rendre les détecteurs plus performants et indétectables vient de prendre fin. Effectivement, la nouvelle génération de cinémomètres est composée de LIDAR (Laser). Ceux-ci sont indétectables et de plus, leur rayon d action est nettement supérieur à celui du meilleur détecteur. Bibliographie TRAFFIC RADAR BOOKS (Via Internet) Beating The Radar Rap, 2nd Edition, Dale T. Smith & John Tomerlin, Bonus Books Inc., Chicago, The Traffic Radar Handbook A Comprehensive Guide to Speed Measuring Systems (Via Internet) 1st Edition, Donald S. Sawicki, Grove Enterprises, Inc OCT, ISBN United States Department of Transportation and National Highway Traffic Safety Administration, DOT HS , February Panther-tec.com/ Gendarmerie Nationale de Nevers

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