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Hillairet, Julien. Applications du formalisme des faisceaux gaussiens à la modélisation de l'interaction d'une onde électromagnétique avec un objet 3D complexe

Hillairet, Julien (2007) Applications du formalisme des faisceaux gaussiens à la modélisation de l'interaction d'une onde électromagnétique avec un objet 3D complexe.

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Résumé en francais

Depuis plusieurs années, des travaux ont été menés avec succès par le laboratoire LAME de l'UPS et le DEMR de l'ONERA sur le formalisme des faisceaux gaussiens pour modéliser l'interaction d'une onde électromagnétique avec un ensemble antenne-radôme. Ce formalisme est basé sur l'utilisation de faisceaux élémentaires gaussiens et a pour principal avantage l'obtention d'une expression analytique des champs électromagnétiques. Plusieurs types de faisceaux élémentaires ont été développés et utilisés pour exprimer des champs électromagnétiques comme une somme de faisceaux que l'ont fait ensuite propager et interagir analytiquement avec leur environnement. L'objectif de cette thèse se situe dans la continuité de ces travaux : il s'agit de développer des méthodes permettant de calculer le rayonnement d'objets 3D complexes éclairés par un champ décomposé en faisceaux gaussiens élémentaires : radômes effilés, objets constitués d'éléments diffractant, etc. Le traitement global du problème électromagnétique est alors ramené à la superposition des interactions locales des faisceaux élémentaires . Toutefois, ce modèle devait être complété par la description du champ électromagnétique rayonné par des discontinuités éclairées par un faisceau gaussien et par le traitement des surfaces de fortes courbures. Pour traiter le cas de la diffraction, l'utilisation de la méthode spectrale de la diffraction permet d'exprimer sous forme intégrale le champ diffracté par un objet canonique, par exemple un demi-plan conducteur, lorsqu'il est éclairé par un faisceau gaussien. L'approximation de l'optique physique permet d'obtenir une expression approchée analytique des champs rayonnés en 3D par des surfaces conductrices finies rectangulaires éclairées par un faisceau gaussien. Pour les surfaces de forte courbure et éclairées sous forte incidence, les faisceaux gaussiens conformes permettent de calculer analytiquement les champs lointains rayonnés. Afin de pouvoir traiter les interactions électromagnétiques (réflexions et transmissions) entre un faisceau gaussien conforme et une paroi diélectrique, le spectre d'ondes planes d'un faisceau gaussien conforme a été formulé. Ces techniques ont été implémentées et validées sur différents cas tests canoniques. Les résultats théoriques ont été confrontés à des mesures en chambre anéchoïque ainsi qu'à plusieurs méthodes numériques. Les résultats obtenus montrent que les faisceaux gaussiens permettent de décrire une grande variété de problèmes électromagnétiques, des interactions antennes-radômes à la propagation sur de longues distances en présentant un bon compromis entre précision et temps de calcul.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Sokoloff, Jerome
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire Micro-ondes et Electromagnétisme (LAME)
Mots-clés libres :faisceaux gaussiens - diffraction - méthodes asymptotiques - hyperfréquences
Sujets :Electricite, électronique, automatique
Déposé le :04 Mar 2008 18:18