Diffraction d'ondes électromagnétiques par des surfaces rugueuses aléatoires : méthode approchée de Rayleigh et méthode exacte en coordonnées non-orthogonales

par Céline Baudier

Thèse de doctorat en Méthodes physiques en télédétection

Sous la direction de Jacques Lavergnat.

Soutenue en 2002

à Versailles-St Quentin en Yvelines .

mots clés

• Télédétection
• Diffraction
• Rayleigh, Diffusion de
• Maxwell, Équations de

Résumé

Dans le cadre de la télédétection hyperfréquence, nous cherchons à modéliser l'interaction d'ondes électromagnétiques avec des surfaces rugueuses, soit le phénomène de diffraction. La surface est aléatoire afin de modéliser une surface naturelle telle qu'une parcelle agricole. Nous présentons deux méthodes de calcul de diffraction. La première est une méthode approchée de Rayleigh dont nous cernons le domaine d'application à l'aide de tests de convergence et de critères physiques. La seconde, appelée méthode C, est un formalisme exact basé sur l'écriture des équations de Maxwell dans un système de coordonnées curvilignes lié à la surface. Nous la validons en la confrontant à d'autres méthodes. Nous soulignons dans le même temps l'effet de la rugosité de la surface sur les diagrammes de diffraction, comme le phénomène de rétrodiffusion exaltée. De plus, des comparaisons concluantes sont effectuées avec des mesures expérimentales dans le domaine des fréquences optiques et radar.

Titre traduit

Scattering of electromagnetic waves by random rough surfaces : an approximate Rayleigh method and a rigorous method in a non-orthogonal coordinate system

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