Caractérisation et optimisation, dans le domaine des hyperfréquences, des mesures de champs diffractésApplications aux problèmes directs et inverses tridimensionnels

par Christelle Eyraud

Thèse de doctorat en Physique et sciences de la matière. Rayonnement et plasma

Sous la direction de Hugues Giovannini, Pierre Sabouroux et de Jean-Michel Geffrin.

Soutenue en 2006

à Aix-Marseille 1 , en partenariat avec Université de Provence. Section sciences (autre partenaire) .

mots clés

• Ondes électromagnétiques -- Diffraction
• Ondes électromagnétiques -- Mesure
• Problèmes inverses

Résumé

Lorsqu'une onde électromagnétique rencontre un objet ayant des dimensions caractéristiques de l'ordre de sa longueur d'onde, l'onde après interaction (champ diffracte) dépend des propriétés de la cible et peut être utilisée pour détecter, localiser et/ou caractériser l'objet de façon non destructive en résolvant un problème inversé. Cette résolution est délicate dans les cas réels (données incomplètes et erreurs intrinsèques à toute mesure). Une étape nécessaire, permettant de valider la mesure du champ diffracte et la méthode de résolution du problème direct, consiste à étudier le problème direct associé. L'étude a été réalisée à l'aide du dispositif de l'Institut Fresnel (fréquences : de 2 à 18 GHZ). De bons résultats ayant été obtenus sur les cibles 2D, l'objectif était de s'intéresser au cas plus complexe des cibles 3D. Différentes procédures de calibrage ont été testées et une procédure efficace et simple a été choisie. Les erreurs expérimentales ont été analysées et quantifiées. Les méthodes proposées permettent de corriger les erreurs de position, d'alignement, de dérive, de référence et une modélisation des erreurs aléatoires a été mise en place. L'optimisation de la configuration d'étude et de la dynamique du dispositif ainsi que la réduction de la durée des mesures ont été approfondies. Enfin, une nouvelle expression de la fonction coût prenant en compte le bruit aléatoire a été établie. Ces études ont permis d'obtenir des champs diffractes expérimentaux très précis pour les cibles 3D et de réaliser les premières inversions 3D à partir des données expérimentales. A noter que ces méthodes sont parfaitement adaptables à d'autres configurations de mesures

Titre traduit

Characterization and optimisation of scattered field measurements in the microwave domain. Applications to three dimensional direct and inverse problems

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