TH`ESE DE DOCTORAT DE L'UNIVERSITÉ PARIS 6 Spécialité ...

Chapitre 2
Introduction
Sommaire
2.1 Généralités sur le traitement d’antenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2 Modélisation des signaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3 Formation de faisceaux optimale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4 Algorithmes de formation de faisceaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.5 Implémentation de la formation de faisceaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.6 Cadre et objectif de la thèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.7 Publications de l’auteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.1 Généralités sur le traitement d’antenne
Le traitement d’antenne est la discipline qui utilise un réseau de capteurs répartis dans l’espace pour
recevoir des signaux provenant de différentes sources. Son principe est d’ exploiter les caractéristiques
spatiales des signaux reçus afin d’en extraire de l’information [1–6]. Ainsi, le réseau de capteurs effectue
un échantillonnage spatial d’un champ d’ondes (pouvant être de nature acoustique ou électromagnétique)
et un traitement est appliqué sur les échantillons formés. Généralement, des signaux perturbateurs (interférences)
viennent s’ajouter au signal d’intérêt. Comme leurs directions d’arrivée sont la plupart du
temps différentes, il est possible de les séparer par filtrage spatial.
Les principaux domaines d’utilisation sont les systèmes radar (cf. par exemple [7,8]), sonar (cf. par
exemple [9]), les télécommunications (cf. par exemple [10,11]), l’imagerie médicale (cf. par exemple [12])
et les explorations astrophysique (cf. par exemple [13,14]) ou géophysique (cf. par exemple [9,12]). Les
systèmes utilisés peuvent être actifs (comme par exemple dans le domaine radar) lorsque les signaux sont
émis puis récupérés par le système après avoir été réfléchis par des cibles, ou passifs lorsque l’antenne ne
fonctionne qu’en réception (par exemple dans le domaine sonar).
Parmi les principaux objectifs du traitement d’antenne, on peut citer :
– l’estimation des signaux provenant d’une direction donnée
– la détection d’un signal dans une direction donnée
– l’estimation de la direction d’arrivée d’un signal (Direction Of Arrival ou DOA)
Afin d’évaluer les performances des algorithmes utilisés lors du traitement des signaux, par rapport à
un objectif donné, différents critères sont utilisés. Lorsque l’optimal d’un critère peut être atteint par un
algorithme, ce dernier est qualifié d’optimal au sens du critère considéré.