Comment choisir une antenne de radar

Comment choisir une antenne de radar

Le radar est sans conteste l'équipement de prévention des collisions le plus fiable. Particulièrement de nuit, par visibilité réduite, dans le brouillard, il constitue la méthode la plus sûre pour identifier les navires ou objets environnants qui ne sont pas sur les cartes.

Radar an Bord

Comment fonctionne un radar ?

Le mot "radar" est l'acronyme de "Radio Direction Finding and Ranging", ce qui signifie que cette technologie utilise les échos d'ondes électromagnétiques émises pour déterminer les positions et distances des objets. Ces ondes courtes sont en fait des impulsions émises par l'antenne radar installée sur le bateau. Lorsque ces impulsions rencontrent un obstacle (navire, bouée, jetée, etc.), elles sont réfléchies et renvoyées à l'émetteur (écho radar). L'électronique du radar ou de l'écran multifonction calcule alors la distance et le vecteur de déplacement de la cible, pour vous donner sa vitesse et son cap. Comme votre antenne radar tourne continuellement, cette détection des cibles se fait sur tout l'horizon et vous avez une vue de ce qui vous entoure de tous les côtés.

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Quels sont les avantages de la technologie radar ? - Radar comparé à AIS

Avec un radar installé à bord vous détectez TOUS les bateaux et obstacles environnants. Avec un système AIS, vous ne visualisez que les bateaux et balises qui émettent un signal AIS. Bien que l'installation d'un transpondeur AIS soit obligatoire en marine marchande, ce n'est malheureusement pas le cas en plaisance. C'est pourquoi, chez SVB, nous recommandons à tous les plaisanciers de compléter leurs installations d'électronique marine avec un radar, en plus de l'AIS, pour être sûr de minimiser les risques de collision dans les zone à fort trafic maritime et dans les conditions de navigation par faible visibilité, dans le brouillard, sous fortes pluies et de nuit.

Qu'est-ce-qu'un radar à impulsion ?

Il y a différents radars, selon la façon dont le signal est généré. Le radar à impulsion est le type classique de radar. Son fonctionnement est basé sur un magnétron qui fournit de hautes fréquences à fortes puissance (plus de 2 000 W). Pour ce faire, il lui faut un temps de chauffe avant fonctionnement, ce qui est fait par un système électrique de préchauffage. Selon la taille du radar, ce préchauffage peut prendre plusieurs minutes. Les radars à ondes pulsées émettent des impulsions courte à puissance élevée de quelques dixièmes de secondes. Ces courtes impulsions améliorent la résolution à longue distance, mais l'écho est plus faible. Aussi, une puissance d'émission élevée, de plusieurs kilowatts est nécessaire. Pendant l'émission et immédiatement après, le récepteur ne peut pas évaluer les échos. Ce qui fait qu'un angle autour de l'antenne n'est pas utilisable ; c'est ce qu'on défini comme la zone morte, ou zone aveugle. Selon la technologie et l'échelle sélectionnée, cette zone peut être de quelques mètres ou atteindre quelques milles. Au cours des années, la technologie radar à ondes pulsées s'est améliorée et aujourd'hui il y a sur le marché des radars sophistiqués qui présentent des caractéristiques avantageuses.

Qu'en est-il des radars à compression d'impulsions ?

La technologie de compression d'impulsions apporte au radar une meilleure résolution en distance. Le signal est émis en changeant constamment la fréquence, de sorte que le récepteur identifier de quelle partie du signal provient l'écho reçu. Des impulsions de différentes longueurs sont émises les unes après les autres. Les impulsions courtes en basse puissance pour les petites portées et des impulsions plus longues avec plus de puissance pour porter sur des distances plus longues. Les radars à compression d'impulsion sont bien moins gourmands en énergie (20-40 watts) pour obtenir une bonne fiabilité de l'écho. La porteuse du signal est codée pour allonger l'impulsion émise (économie d'énergie) et ensuite le récepteur comprime l'onde reçue en écho. Pour cela, cette technique est appelée compression d'impulsion. Les bruits générés par la pluie ou les crêtes de vagues sont automatiquement atténués par les radars de ce type et la sensibilité de réception est accrue.

Qu'est-ce-qu'un radar broadband et quels sont les avantages de cette technologie ?

Les radars broadband utilisent la technologie FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave), autrement dit, à ondes continues, ou entretenues. Avec ce système il y a très peu de distorsion. Ainsi, les cibles proches sont clairement affichées sans distorsion et les cibles éloignées sont facilement identifiables. La dernière génération d'antennes radar de ce type permet de marquer clairement des objets distants de 32 milles nautiques. Les radars broadband ne requièrent aucun préchauffage, ce qui est très pratique dans certaines conditions, comme l'apparition soudaine de brouillard. De plus ces antennes émettent peu de radiations et sont donc moins dangereuses pour les utilisateurs. Ainsi, l'installation d'une telle antenne peut être faite n'importe où sur le bateau, sans avoir à se soucier de la position de la zone morte. Les antennes radar broadband modernes peuvent détecter les grains et autres phénomène météo qui apparaissent sur l'écran distinctement des autres échos. Le seul inconvénient de la technologie radar broadband est que les balises à transpondeur radar (RACON), les balises de détresse SART et RTE ne sont pas identifiées et donc n'apparaissent pas à l'écran.

Qu'est-ce qu'un radar Doppler ?

Les radars Doppler, ou "Doppler pulsé", constituent la dernière génération de radar plaisance. De résolution élevée, ils émettent moins de radiations, ils sont plus légers et plus efficace que les anciens radars à magnétron. Ils permettent une meilleure détection des petites cibles comme le balisage ou des kayaks à faible distance. Nul besoin de préchauffage pour les démarrer. Ils sont immédiatement prêt à servir dès l'allumage et ils portent jusqu'à 48 milles. Les radars Dopplers détectent le moindre changement d'écho et de vitesse de la cible. La distance de la cible est interprété par le délai entre l'onde émise et l'écho reçu. Un court délai signifie une courte distance et un long délai une longue distance. De plus les cibles mobiles sont discriminées des cibles fixes. Un affichage à codes couleur (cibles approchantes en rouge et cible mobiles en vert) aide a interpréter les images radar plus rapidement. La fonction MARPA (Mini Automatic Radar Plotting Aid) détecte les autres navires, leur vecteur fond (route et vitesse) et calcule le point de rencontre (CPA - Closest Point of Aproach) ainsi que le temps au point de rencontre (TCPA - Time to Closest Point of Approach). En cas de danger, une alarme sonore se déclenche dès qu'une cible suivie entre dans un périmètre de sécurité prédéfini. Il faut que vos écran multifonctions soient bien compatibles avec les radars Doppler. Il est généralement impossible de mettre plusieurs antennes radar de marques différentes en réseau. Pour utiliser un afficheur MARPA, nous recommandons l'installation d'un compas externeconnecté au radar et à l'afficheur multifonction via NMEA2000.

Interpréter les échos radar

La lecture et l'interprétation d'un écran radar demande une certaine pratique. À cet égard, il faut garder quelques points en tête.

1 La taille des objets affichés

La taille des objets affichés n'est pas forcément proportionnelle à la taille réelle des cibles. En effet, en plus de la dimension et de la surface de la cible, sa représentation à l'écran est également fonction des compositions de matériau de la cible que génère l'écho. Les métaux renvoient bien les ondes, alors que ce n'est pas le cas du bois. La forme, la position et la de l'objet ont aussi de l'importance et jouent sur la dimension de la cible à l'écran. L'objet idéal pour un bon rendu de la cible à l'écran du radar serait vertical, perpenduculaire à la surface de l'eau, de forme rectangulaire et sans aucun arrondi. Ajoutons qu'il serait métallique, avec une large surface située à la même altitude que l'antenne radar.

2 Déplacement relatif

Gardez toujours à l'esprit que l'antenne de votre radar est représentée fixe et au centre de l'écran. Le déplacement de votre bateau est compris dans celui des échos. Ainsi, même des cibles qui sont fixes, comme les éléments de balisage, apparaissent en déplacement sur l'écran radar.

3 Dispersion radiale des impulsions radar

Lorsque des objets sur la même route sont prêts les uns des autres, les antennes radar à magnétron les amalgament souvent en un seul grand objet. Pour être sûr que deux objets soient correctement discriminés et affichés, il faut que leurs échos soient séparés par au moins une largeur d'impulsion (la moitié du temps mis par l'impulsion pour atteindre l'objet et revenir en écho). Il faut diminuer la largeur d'impulsion sur l'antenne radar pour s'assurer une bonne discrimination des cibles, même proches. Cela affecte les échelles de portée. Pour les dernières antennes broadband, Doppler à compression d'impulsion, ce problème ne se présente plus. Leur résolution est bien meilleure que celle des antennes radar à magnétron à portée proche. Sur les afficheurs multifonctions, vous disposez aussi de filtres qui améliorent l'affichage.

Nous vous recommandons la lecture attentive des manuels de l'antenne et des afficheurs avant de commencer à les utiliser. Familiarisez-vous avec les fonctions de votre système, et éventuellement, essayez-le au port. Quel que soit le nouveau radar que vous installez, il faut l'aligner !

Quels sont les difficultés et problème auxquels on peut s'attendre avec un radar ?

1 Pertes de réception

Les ondes radar se déplacent à la vitesse de la lumière. Le laps de temps entre l'émission de l'impulsion et la réception de l'écho est tellement court que la position de l'antenne n'a que très peu changé. Néanmoins, il se peut qu'il y ait une perte d'écho, particulièrement si la cible est très éloignée, et donc la distance à parcourir pour l'écho est grande. C'est pourquoi les radars tels que ceux proposés par Garmin, Raymarine, Simrad, B&G et Furuno ont une fonction de choix d'échelle. Alors le système adapte la longueur d'impulsion en conséquence de l'échelle à laquelle il travaille.

2 Faux échos

Un faux écho se produit lorsqu'une impulsion émise par l'antenne radar rencontre un fort grain ou des crêtes de vagues. Les échos générés par les fronts de tempêtes et les forts grain sont composés de multiples petites impulsions qui changent continuellement en taille, intensité et direction. Ces échos sont affichés à l'écran sous forme de zones pointillées. L'aspect positif de ceci est que les front météo sont identifiés avant de les atteindre. Les fonctions de filtre sur votre afficheur multifonction vous permettent de jouer sur l'affichage de ces échos.

3 Interférence

Lorsque plusieurs bateaux à portée les uns des autres utilisent les radars simultanément, il peut se produire des erreurs dues à interférences. Elles apparaissent à l'écran sous forme de zones de points au centre de l'écran. La plupart des fabricants de radar proposent des paramètres de suppression d'interférences qui peuvent atténuer et filtrer ces erreurs.

Comment agir pour éviter les collisions en mer ?

Si une cible s'approche du centre de votre écran, restez vigilant, et, le cas échéant prenez les décisions de changement de route qui s'imposent. Un changement de cap en vue de quitter une route de collision, se fait vers tribord (règle 19 du code international pour la prévention des collisions en mer).

Qu'est-ce qu'un calque radar ?

Pour identifier des signaux radar, détecter les cibles approchantes à temps et éviter les collisions, nous vous recommandons de comparer l'image radar avec celles des autres intruments dont vous disposez, comme l'AIS, le GPS et le traceur de cartes. Un calque radar est la superposition de l'image radar en transparence sur la cartographie.

Nous vous recommandons d'avoir un capteur compas externe pour assurer la bonne position du calque radar sur votre traceur ou afficheur multifonction. Il y a des pilotes automatiques qui possèdent un tel capteur.

Le montage optimal d'une antenne radar

Les antennes radar sont montée le plus haut possible à bord pour optimiser la portée. Dans le cas des antennes de générations précédentes, la hauteur de l'installation a aussi l'importance de l'éloigner du pont et le placer dans la zone morte. En effet, les radiations générées par les antennes radar peuvent avoir un effet néfaste sur la santé si vous en êtes en contact trop fréquent et proche. Plus l'antenne est placée haut au-dessus du pont, plus grande est la zone morte. Cependant, la hauteur de l'antenne réduit aussi ses performances sur les zones proches et réduit la partie basse de l'échelle de portée. Avec les nouvelles technologies broadband et compression d'impulsion, l'exposition aux radiations est comparables à celle subies près d'un téléphone et l'échelle de portée commence à 10 mètres. La notion de zone morte n'a plus court.

Sur les voiliers, les antennes radôme sont généralement montée sur la face avant du mât, à hauteur du premier étage de barres de flèche. Il existe de nombreux modèles de support pour cela. Nous vous recommandons de considérer un support orientable. Il maintient l'antenne à l'horizontale à la gîte. Cela permet de conserver les performances de l'antenne.

Comment câbler une antenne radar ?

Les antennes radar sont généralement connectée au traceur par un câble éthernet ou une interface (par ex. RayNet). Certaines antennes ont un câble d'alimentation séparé. Les données radar ne peuvent pas circuler avec le protocole NMEA2000. Il existe aussi des antenne radar sans fil (WiFi). Dans ce cas, nul besoin de tirer un câble vers le traceur. Si possible, nous préférons les antennes avec un câble. Les signaux WiFi peuvent être perturbés par les éléments météo et d'autres éléments externes.

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