Radar

En 1864, James Clerk Maxwell décrit les lois de l’électromagnétisme, ce qui permet pour la première fois de travailler sur leur source. En 1888, Heinrich Rudolf Hertz montre que les ondes électromagnétiques sont réfléchies par les surfaces métalliques. Au début du  siècle, le développement de la radio et de la TSF (par Marconi, entre autres) permet de développer les antennes nécessaires à l'utilisation du radar.

Plusieurs inventeurs, scientifiques, et ingénieurs ont contribué ensuite au développement du concept du radar. Les fondements théoriques datent de 1904 avec le dépôt du brevet du « Telemobiloskop » (Reichspatent Nr. 165546) par l'Allemand Christian Hülsmeyer. Celui-ci a démontré la possibilité de détecter la présence de bateaux dans un brouillard très dense. En envoyant une onde à l'aide d'une antenne multipolaire, son système notait le retour depuis un obstacle avec une antenne dipolaire sans pouvoir cependant en définir plus qu'un azimut approximatif et aucunement sa distance. C'était donc le RAD (radio détection) mais pas le AR (azimut et rayon).

Il faut ensuite résoudre les problèmes de longueur d’onde et de puissance soulevés en 1917 par le physicien serbe, naturalisé américain, Nikola Tesla. Durant les années 1920, on commence donc les expériences de détection avec des antennes. À l’automne 1922, Albert H. Taylor et Leo C. Young, du Naval Research Laboratory (NRL) aux États-Unis, effectuaient des essais de communication radio dans le fleuve Potomac. Ils remarquèrent que les bateaux en bois traversant la trajectoire de leur signal d’onde continu causaient des interférences, redécouvrant ainsi le même principe qu’Hülsmeyer. Au début des années 1930, Taylor confia à un de ses ingénieurs, Robert M. Page, la tâche de développer un émetteur à impulsion et une antenne d’émission que lui et Young avaient imaginé pour contourner ce problème.

En 1934, faisant suite à une étude systématique du magnétron, des essais sur des systèmes de détection par ondes courtes sont menés en France par la CSF (16 et 80 ). C'est ainsi que naissent les « radars » à ondes décimétriques. Le premier équipa en 1934 le cargo Orégon, suivi en 1935 par celui du paquebot Normandie.

Simultanément, un spécialiste allemand du sonar, l'ingénieur militaire Kühnhold, cherche à mettre au point un « télémètre radio » à la base navale de Kiel. Au mois de juin 1934, il détecte par interférométrie Doppler des vaisseaux croisant à 2 km au large du port de Kiel ; mais l'instabilité des fréquences émises par le magnétron Philips qu'il utilise, pose encore des problèmes de fiabilité. Au mois d’octobre 1934, les échos intenses d'un petit avion ayant coupé le faisceau entre les antennes sont reçus : cet incident, qui montre l'intérêt du dispositif pour la sécurité aérienne, suscitera un intérêt renouvelé de la Marine de Guerre et apportera de nouveaux crédits de recherche à Kühnhold et à son prestataire, la Sté GEMA.

En 1935, faisant suite à un brevet déposé par Robert Watson-Watt (l’inventeur dit « officiel » du radar) (brevet anglais GB593017^,,), le premier réseau de radars est commandé par les Britanniques à MetroVick et portera le nom de code Chain Home. Le Hongrois Zoltán Lajos Bay a produit un autre des premiers modèles opérationnels en 1936 dans le laboratoire de la compagnie Tungsram (Hongrie). L’Allemagne nazie, l'Union soviétique, les Américains et d'autres pays ont également poursuivi des recherches dans ce domaine.

On peut considérer que l'architecture des radars était quasiment finalisée à l'aube de la Seconde Guerre mondiale. Il manquait cependant l'expérience opérationnelle au combat qui a poussé les ingénieurs à trouver de nombreuses améliorations techniques. Ainsi, les radars aéroportés ont été développés pour donner la possibilité à l'arme aérienne de procéder aux bombardements et à la chasse de nuit. On mena également des expériences sur la polarisation.

Lors de l'utilisation du radar de manière opérationnelle, les opérateurs ont constaté la présence d'artéfacts. Par exemple, les opérateurs des radars micro-ondes des armées alliées remarquèrent du bruit dans les images. Ces bruits s'avérèrent être des échos venant de précipitations (pluie, neige, etc.), constat qui a mené au développement des radars météorologiques après la fin des combats. Sont également mis au point les premières techniques de brouillage et de contre-mesures électroniques.

Depuis cette guerre, les radars sont utilisés dans de nombreux domaines allant de la météorologie à l'astrométrie en passant par le contrôle routier et aérien. Dans les années 1950, l'invention du radar à synthèse d'ouverture a ouvert la voie à l'obtention d'images radar à très haute résolution. En 1965, Cooley et Tuckey (re)découvrent la transformée de Fourier rapide qui a pris tout son intérêt surtout lorsque l'informatique a commencé à devenir suffisamment performante. Cet algorithme est à la base de la plupart des traitements radar numériques d'aujourd'hui.