Processeur optronique de radar à ouverture de synthèse en temps réel

Le radar à ouverture de synthèse (synthetic aperture radar, SAR) est un puissant outil de télédétection qui offre une grande capacité d’imagerie de jour comme de nuit, et ce, dans des conditions climatiques adverses. L’instrument recueille de multiples échos radar pour émuler une plus grande antenne (d’où le nom ouverture de synthèse) qui lui permet de produire des images de haute résolution trouvant une variété d’applications telles que la surveillance de la Terre, le repérage et la reconnaissance de cibles. Les systèmes SAR génèrent un grand volume de données complexes, longues à traiter et difficiles à compresser.

La génération embarquée en temps réel d’images SAR présente l’avantage de donner accès localement à des images finales, réduisant d’autant les exigences relatives à la transmission des données et par le fait même à la largeur de bande de transmission requise. De plus, dans le cadre de missions d’observation, de déploiement de drones (UAV) ou de plateformes persistantes, l’analyse embarquée en temps réel des images facilite la détection de cibles ou de zones d’intérêts permettant ainsi la sélection des images pertinentes à transmettre au centre de commande.

De conception légère et compacte, le processeur optronique offre également de très grandes vitesses de traitement. Toutes ces caractéristiques font du processeur optronique en temps réels un instrument unique pour les plateformes spatiales, aéroportées ainsi que pour le déploiement de drones. 

Dans le cadre d’un projet réalisé pour l’Agence spatiale européenne (ESA-ESTEC), nous avons travaillé de près avec l’équipe de l’ESA pour mettre au point un prototype de processeur optronique en temps réel capable de générer des images SAR à partir de données SAR brutes.  L’architecture du processeur SAR optronique en temps réel présente des capacités inhérentes de traitement parallèle qui peuvent être mises à profit dans le traitement de données SAR. L’équipe a utilisé les données brutes provenant de l’instrument ASAR du satellite ENVISAT fournies par l’ESA pour générer des scènes SAR et tester le prototype de processeur optronique.

Des modulateurs spatiaux de lumière (SLM) de 1920 x 1080 pixels du prototype introduisent les données SAR brutes complexes dans le processeur optronique SAR, qui procède par la suite à leur compression en azimut et en portée.  L’image de sortie est ensuite captée par une caméra numérique de large gamme dynamique. Les fréquences de rafraîchissement des SLM et de la caméra sont compatibles avec la fréquence de génération de données d’ENVISAT, permettant d’obtenir le traitement en temps réel des données SAR.