Etude de la diffusion des ondes électromagnétiques par des surfaces rugueuses PDF Download
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Author: Anne Sentenac
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 155
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Book Description
Nous étudions l'interaction rayonnement-surface pour divers systèmes physiques, invariants selon un axe, et appartenant au domaine de résonance (l'échelle caractéristique des objets est comparable à la longueur d'onde). Nous présentons une méthode intégrale volumique rigoureuse permettant de calculer la diffusion de la lumière, dans les deux cas de polarisation, par des défauts hétérogènes situes au voisinage d'une interface. Son principe repose sur l'utilisation du tenseur de green, solution du problème élémentaire avec interface. Nous utilisons cette méthode pour simuler le champ électrique existant près de rainures gravées dans un métal. Les interactions entre les différents sillons et les plasmons de surface apparaissent très clairement. Le modèle est ensuite étendu au cas d'objets repartis périodiquement sur un substrat. Il permet, en particulier, de traiter le problème des réseaux métalliques profonds. Le phénomène de rétrodiffusion exaltée (RE) est analyse, grâce à cette méthode, pour un nuage de particules au-dessus ou en dessous d'un substrat. L'influence de l'interaction diffuseur-surface ainsi que le rôle des plasmons de surface sont mis en évidence. Pour étudier la diffusion de la lumière par des surfaces aléatoirement rugueuses, nous utilisons le modèle intégral surfacique. Les équations intégrales de surface sont reformulées afin d'être résolubles par itération en fournissant l'approximation de Kirchhoff au terme le plus bas. Cela permet de différencier la diffusion simple de la diffusion multiple et de confirmer, pour des milieux pénétrables, que la RE est un effet de diffusion multiple. Une expression de l'impédance, dépendant de la courbure de la surface, est proposée pour traiter de manière simplifiée le cas des surfaces métalliques. Enfin, une technique de conception de profils de réseaux, ayant des propriétés radiatives spécifiées, est exposée. Elle repose sur la notion d'homogénéisation et s'inspire des méthodes de synthèse des revêtements multicouches
Author: Anne Sentenac
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Languages : fr
Pages : 155
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Book Description
Nous étudions l'interaction rayonnement-surface pour divers systèmes physiques, invariants selon un axe, et appartenant au domaine de résonance (l'échelle caractéristique des objets est comparable à la longueur d'onde). Nous présentons une méthode intégrale volumique rigoureuse permettant de calculer la diffusion de la lumière, dans les deux cas de polarisation, par des défauts hétérogènes situes au voisinage d'une interface. Son principe repose sur l'utilisation du tenseur de green, solution du problème élémentaire avec interface. Nous utilisons cette méthode pour simuler le champ électrique existant près de rainures gravées dans un métal. Les interactions entre les différents sillons et les plasmons de surface apparaissent très clairement. Le modèle est ensuite étendu au cas d'objets repartis périodiquement sur un substrat. Il permet, en particulier, de traiter le problème des réseaux métalliques profonds. Le phénomène de rétrodiffusion exaltée (RE) est analyse, grâce à cette méthode, pour un nuage de particules au-dessus ou en dessous d'un substrat. L'influence de l'interaction diffuseur-surface ainsi que le rôle des plasmons de surface sont mis en évidence. Pour étudier la diffusion de la lumière par des surfaces aléatoirement rugueuses, nous utilisons le modèle intégral surfacique. Les équations intégrales de surface sont reformulées afin d'être résolubles par itération en fournissant l'approximation de Kirchhoff au terme le plus bas. Cela permet de différencier la diffusion simple de la diffusion multiple et de confirmer, pour des milieux pénétrables, que la RE est un effet de diffusion multiple. Une expression de l'impédance, dépendant de la courbure de la surface, est proposée pour traiter de manière simplifiée le cas des surfaces métalliques. Enfin, une technique de conception de profils de réseaux, ayant des propriétés radiatives spécifiées, est exposée. Elle repose sur la notion d'homogénéisation et s'inspire des méthodes de synthèse des revêtements multicouches
Author: Karim Aït Braham
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Category :
Languages : fr
Pages : 366
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Book Description
Dans le cadre de la télédétection hyperfréquence active, un des objectifs est l'analyse de l'écho radar recueilli après son interaction avec la surface de la terre, afin de remonter aux paramètres physiques et géométriques de la scène observée. Pour mieux appréhender ce problème inverse, une bonne connaissance du problème direct reste indispensable. Ce mémoire traite de l’étude de la diffraction d’une onde électromagnétique par une surface rugueuse aléatoire, séparant deux milieux homogènes. Une méthode exacte (méthode C), donnant les intensités cohérentes et incohérentes d’une surface rugueuse 1D ou 2D aléatoire, éclairée par une onde plane, a été développée. Cette méthode est basée sur la résolution des équations de Maxwell dans un système de coordonnées non orthogonales, lié à la surface. Les surfaces considérées sont des réalisations d’un processus spatial aléatoire gaussien et isotrope. La génération des profils diffractant est assurée par filtrage linéaire. Les paramètres statistiques des profils sont estimés à partir de fichiers numériques de sols agricoles nus. Nous avons investi la méthode numériquement et comparé nos résultats à la littérature ainsi qu’à des données expérimentales. Nous avons aussi utilisé cette méthode pour étudier l’impact de la rugosité et de l’humidité du sol sur le diagramme de rayonnement.
Author: Karim Ait Braham
Publisher: Editions Universitaires Europeennes
ISBN: 9783838181035
Category :
Languages : fr
Pages : 200
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Book Description
Dans le cadre de la teledetection hyperfrequence active, un des objectifs est l'analyse de l'echo radar recueilli apres son interaction avec la surface de la terre, afin de remonter aux parametres physiques et geometriques de la scene observee. Pour mieux apprehender ce probleme inverse, une bonne connaissance du probleme direct reste indispensable. Ce livre traite de l'etude de la diffraction d'une onde electromagnetique par une surface rugueuse aleatoire, separant deux milieux homogenes. Une methode exacte, donnant les intensites coherentes et incoherentes d'une surface rugueuse 1D ou 2D aleatoire, eclairee par une onde plane, a ete developpee. Cette methode est basee sur la resolution des equations de Maxwell dans un systeme de coordonnees non orthogonales, lie a la surface. Les surfaces considerees sont des realisations d'un processus spatial aleatoire gaussien et isotrope. La generation des profils diffractants est assuree par filtrage lineaire. Les parametres statistiques des profils sont estimes a partir de fichiers numeriques de sols agricoles nus. Nous avons investi la methode numeriquement et compare nos resultats a la litterature ainsi qu'a des donnees experimentales.
Author: Philippe Spiga
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 165
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Book Description
La diffraction des ondes électromagnétiques par des surfaces rugueuses intéresse de nombreux domaines comme l'Optique, la furtivité, la compatibilité électromagnétique ou bien encore la télédétection. La modélisation de ce phénomène peut se faire soit à l'aide de théories rigoureuses basées sur la résolution des équations de Maxwell, soit avec des théories approchées. Actuellement, le problème tridimensionnel de la diffusion des ondes électromagnétiques par des surfaces rugueuses éclairées sous incidence rasante ne peut pas être résolu de manière satisfaisante par les méthodes rigoureuses. Ces méthodes ne peuvent donc pas être utilisées pour estimer la validité des méthodes approchées pour ce type d'incidence. Afin de résoudre ce problème, de nouvelles équations intégrales de frontière ont été développées. A l'aide du théorème d'extinction et du théorème de réciprocité, le comportement du champ diffracté pour les angles rasants a pu être déterminé. A partir de ces résultats, l'amplitude diffractée a été reformulée afin d'obtenir explicitement le bon comportement du champ pour de tels angles. Une technique de résolution numérique de l'équation intégrale obtenue a été mise en oeuvre pour des surfaces rugueuses infiniment conductrices en polarisation Horizontale. La validation a été menée par comparaison avec des résultats issus du formalisme intégral classique, pour des angles d'incidence raisonnables. La pertinence de quelques méthodes approchées pour des incidences rasantes a été étudiée. Le problème de diffraction par la surface de la mer ne pouvant être résolu de manière rigoureuse pour des vents supérieurs à 4m/s, l'étude s'est portée sur les modèles à deux échelles et les fonctions d'ombrage. Nous montrons que ces dernières ne sont pas adaptées à la surface océanique. Enfin, en comparant un modèle à deux échelles, combinant l'Optique géométrique et l'approximation des faibles pentes, aux données expérimentales de Nathanson, nous avons montré que les phénomènes hydrodynamiques comme le déferlement augmentent de manière significative l'énergie rétro-diffusée dans les angles rasants.
Author: Abdelhamid Benali
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Languages : fr
Pages : 252
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Book Description
La diffraction d'une onde électromagnétique par des surfaces diélectriques ou conductrices rugueuses est étudiée par une méthode différentielle. Le formalisme utilisé repose essentiellement sur la forme covariante des équations de Maxwell écrites dans un système de coordonnées non orthogonales adapté a la géométrie du problème. A partir de ce formalisme deux méthodes sont proposées : dans la première on considère la déformation comme une fonction perturbatrice et les solutions sont données sous une forme analytique simple. Dans la seconde, le traitement est plus rigoureux. Le problème est ramené à la résolution d'un système intégro-différentiel linéaire à coefficients constants. Par suite on est conduit à la recherche de valeurs et de vecteurs propres d'une matrice caractéristique a la fois du milieu et de la forme de la surface diffractante
Author: Abdenacer Essalhi
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Languages : fr
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Book Description
LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE MAXWELL ECRITES SOUS FORME COVARIANTE EST FAITE DANS UN SYSTEMSE DE COORDONNEES NON ORTHOGONALES ADAPTE AUX CONDITIONS AUX LIMITES. LES SOLUTIONS DU PROBLEME DE LA DIFFIRACTION D'UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE PLANE PAR UNE SURFACE RUGUEUSE PARFAITEMENT CONDUCTRICIE SONT OBTENUES PAR UNE METHODE DIFERENTIELLE, CONDUISANT A LA RECHERCHE DES VALEURS PROPRES ET VECTEURS PROPRES. LES VALEURS PROPRES FOURNISSENT LES DIRECTIONS DES ONDES DIFFRACTEES ET LES VECTEURS PROPRES PERMETTENT DE CALCULER LES ENERGIES DIFFRACTEES. EN OUTRE NOUS AVONS ADAPTE A NOTRE PROBLEME UNE METHODE DE PERTURBATION DES CONDITIONS AUX LIMITES. CETTE METHODE EST VALABLE DANS LE CAS DE RUGOSITES DE FAIBLE HAUTEUR PAR RAPPORT A LA LONGUEUR D'ONDE DE L'ONDE INCIDENTE. DES RESULTATS NUMERIQUES SONT PRESENTES DANS LE CAS D'UNE MER HOULEUSE PARFAITEMENT CONDUCTRICE. POUR REPRESENTER LE PROFIL DE LA SURFACE DE LA MER, NOUS AVONS ADOPTE UN MODELE PERIODIQUE SINUSOIDAL.
Author: Gabriel Soriano
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Languages : fr
Pages : 193
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Book Description
LA SIMULATION NUMERIQUE POUR LA RESOLUTION RIGOUREUSE DE LA DIFFRACTION ELECTROMAGNETIQUE PAR DES SURFACES RUGUEUSES BIDIMENSIONNELLES EST NECESSAIRE LORSQUE LA SURFACE EST DANS LE DOMAINE DE RESONANCE, ET POUR PRENDRE EN COMPTE LES PHENOMENES TRIDIMENSIONNELS COMME LA DEPOLARISATION. ELLE CORRESPOND ACTUELLEMENT A UN BESOIN DANS DIFFERENTS DOMAINES, COMME LE CONTROLE NON DESTRUCTIF ET LA TELEDETECTION. LA SURFACE RUGUEUSE, INTERFACE ENTRE DEUX MILIEUX HOMOGENES SEMI-INFINIS, EST ECLAIREE PAR UN FAISCEAU LIMITE. NOTRE ETUDE EST FONDEE SUR UN FORMALISME INTEGRAL DE SURFACE ET NOUS PROPOSONS EN SUS DES MODELES INFINIMENT CONDUCTEUR ET DIELECTRIQUE, UNE EQUATION INTEGRALE UNIQUE POUR LA SURFACE PEU PENETRABLE OU HAUTEMENT REFLECHISSANTE, DANS LE CADRE D'UNE APPROXIMATION D'IMPEDANCE. NOUS AVONS DEVELOPPE UNE METHODE DE RESOLUTION ITERATIVE INSPIREE DE LA SPARSE MATRIX-FLAT SURFACE ITERATIVE APPROACH. LA MATRICE ISSUE DE LA DISCRETISATION DES EQUATIONS INTEGRALES EST DECOMPOSEE EN UNE MATRICE FORTE, REPRESENTANT LES INTERACTIONS PROCHES, UNE MATRICE DE SURFACE PLANE, APPROCHANT LES INTERACTIONS LOINTAINES, ET UNE MATRICE FAIBLE. LA MATRICE FORTE EST CREUSE ET LE PRODUIT MATRICE DE SURFACE PLANE-VECTEUR EST REALISE PAR TRANSFORMATIONS DE FOURIER RAPIDE. CES PROPRIETES SONT UTILISEES DANS UN ALGORITHME A DEUX NIVEAUX D'ITERATION IMBRIQUES ET PERMETTENT UNE RESOLUTION PLUS RAPIDE, SUR DES MOYENS NUMERIQUES LIMITES. CETTE METHODE A ETE APPLIQUEE A L'ETUDE DES METAUX EN OPTIQUE. L'EFFET DE LA CONDUCTIVITE FINIE SUR LE COEFFICIENT BISTATIQUE S'EST REVELE TRES DIFFERENT EN CO-POLARISATION ET EN POLARISATION CROISEE ET DEPEND EN CO-POLARISATION DE LA POLARISATION INCIDENTE. LA TECHNIQUE DE DECOMPOSITION DE FAISCEAUX PERMET L'ETUDE DE SURFACES DE TAILLE ARBITRAIRE, ET NOTAMMENT MULTI-ECHELLES. NOUS AVONS COMMENCE UNE ETUDE DE LA SURFACE OCEANIQUE A LA FREQUENCE DE 1,4 GHZ, ET CALCULE LE CHAMP DIFFRACTE PAR UNE SURFACE DE 410M DE LONG COUVRANT L'INTEGRALITE DU SPECTRE DE RUGOSITE.
Author: Nicolas Déchamps
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Languages : fr
Pages : 216
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Book Description
Nous étudions la diffusion d'une onde électromagnétique par une ou deux surfaces rugueuses superposées, séparant des milieux homogènes. Le problème est supposé bidimensionnel (surfaces à variation 1D). Le champ diffusé est calculé par des méthodes numériques rigoureuses en discrétisant des équations intégrales par la méthode des moments. Pour le cas d'une seule surface, des méthodes performantes existantes "rapides" sont étudiées et mises en œuvre. Pour le cas de deux surfaces, de telles méthodes performantes n'existent pas. Nous introduisons donc une méthode qui fait intervenir une matrice caractéristique des deux interfaces. La solution itérative, sous la forme d'une série, converge vers la solution exacte lorsque cette matrice satisfait une condition de validité. Les termes du développement peuvent s'interpréter physiquement comme les réflexions multiples successives de l'onde diffusée dans la couche. Cette méthode est validée par comparaison avec d'autres méthodes de la littérature.
Author: Olivier Calvo-Perez
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Languages : fr
Pages : 247
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Book Description
Nous étudions la diffusion des ondes électromagnétiques par un film rugueux hétérogène. Nous étendons la méthodes de champ moyen MFT (mean-field theory) au cas des surfaces bidimensionnelles (problème tridimensionnel). Dans la mesuer où les contrastes diéléctriques demeurent faibles (
Author: Clément Chanel
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 171
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Book Description
Le contexte de cette thèse est l’étude de la diffusion d’une onde électromagnétique par un sol faiblement rugueux en présence d’un fil enfoui. Le problème est supposé bidimensionnel (les surfaces rugueuses ne dépendent que d’une variable d’espace) et les milieux, de part et d’autre de la surface, sont considérés homogènes.Tout d’abord, un dispositif expérimental a été mis en oeuvre afin de mesurer des profils de sols rugueux pour en déterminer les grandeurs caractéristiques, en particulier l’écart-type des hauteurs et la longueur de corrélation. Les valeurs de ces grandeurs nous permettent ainsi de choisir le modèle de diffusion électromagnétique asymptotique : la Méthode des Petites Perturbations (MPP), valide pour des variations des hauteurs de la surface très faibles devant la longueur d’onde du Radar. Puis, à partir de cette méthode, les courants de surface ont été exprimés analytiquement en fonction de l’ordre du développement perturbatif et de la nature de l’onde incidente. Le cas d’une onde plane a été étudié en particulier. Ensuite, les résultats numériques ont été comparés à ceux obtenus par une méthode numérique rigoureuse : la Méthode des Moments. Enfin, les expressions analytiques du champ diffusé, obtenues par la MPP, nous ont permis de calculer le coefficient de réflexion cohérent et l’impédance de surface effective associée. Cette impédance a pour vocation d’être implantée dans une plateforme de calcul 3D FDTD, dans laquelle le fil sera pris en compte.
