Diffusion des ondes électromagnétiques par une surface rugueuse monodimensionnelle sous incidences modérées et rasantes : application au domaine maritime

par Yohann Brelet

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Joseph Saillard et de Christophe Bourlier.

Soutenue en 2008

à Nantes .


  • Résumé

    Le contexte de cette thèse est l'étude de la diffusion des ondes électromagnétiques par une surface rugueuse sous incidences modérées et rasantes. Par exemple, le radar côtier, objet de l'étude, observe la mer à des angles d'incidences proches de l'horizontale. Pour une telle configuration, il est intéressant de calculer la puissance rétrodiffusée par la mer afin de dimensionner des équipements futurs d’une part, et d’autre part, de détecter la présence d’objets flottants. Pour cela, il existe des modèles asymptotiques basés sur la Méthode des Petites Perturbations, où les irrégularités de la surface – la hauteur des vagues - sont supposées inférieures à la longueur d'onde. Ce modèle est référencé sous le sigle «MPP» dans la littérature. En utilisant une méthode rigoureuse, développée récemment au laboratoire, il est montré que la MPP dite classique, développée pour des incidences modérées, n’est plus valide pour des incidences rasantes. Une méthode, inspirée de la méthode des diagrammes en théorie quantique des champs, est utilisée. La MPP est alors modifiée puisqu’une impédance effective liée à la rugosité de la surface intervient dans la formulation. De plus, des travaux réalisés au siècle dernier pour une surface plane très conductrice mettent en évidence l’existence d’une onde de surface se propageant le long de l’interface air-Terre. Cette solution est alors adaptée au cas d’une surface de mer. Les notions d'impédance de surface rugueuse et onde de surface sont des facteurs déterminants dans l'évaluation de la puissance diffusée lorsque la mer est illuminée sous incidences rasantes. La MPP modifiée est alors comparée avec la méthode numérique de référence

  • Titre traduit

    Electromagnetic wave scattering from a one-dimensional rough surface at moderate and low grazing angles of incidence : application to ocean surface


  • Résumé

    This thesis is devoted to the study of scattering of electromagnetic waves by a rough surface at moderate and grazing angles of incidence. As an example, the coastal radar observed the sea surface at angles of incidence close to horizontal. For such a set-up, it is interesting to work out the backscattered intensity from the sea surface in order to design future equipments, firstly, and secondly, to detect floating objects. Asymptotic methods based on the Small Perturbations Method can be used. Irregularities –sea height waves- are then assumed to be smaller than the wavelength. This model can be found with the acronym SPM in the literature. The use of a rigorous method, recently implemented at the laboratory, shows that SPM is valid at moderate angles of incidence, but fails at low grazing angles. A method, based on the extension of the diagram method in quantum field theory, is then used. The SPM is then modified and an effective surface impedance is included into the solution. Moreover, many works done in the previous century proved the existence of a guided surface wave along the interface air-Earth. This solution is adapted to the case of a sea surface, goal of this study. Notions of effective surface impedance and surface wave are determining factors to estimate the scattered intensity from the sea at low grazing angles. Eventually, the modified SPM is compared with the rigorous method

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (199 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 189-199

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.