Introduction à la Théorie géométrique de la diffraction

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1 Introduction à la Théorie géométrique de la diffraction
(3) Professeur Patrick VAUDON Université de Limoges - France 1

2 Application de la TGD : diffraction par une ouverture
Onde plane incidente P Point d’observation du champ Applications Rayonnement des ouvertures Compatibilité électromagnétique : décharge électrostatique sur un avion Guerre électronique Comparaisons optiques 2

3 Application de la TGD : diffraction par une ouverture
Description du problème par une théorie de rayons P 1 2  1 2  01 02 O Demi-plan N° 2 Demi-plan N° 1 2L Les relations classiques dans un triangle quelconque permettent de calculer les paramètres 1, 2, 1, 2 à partir des données du problème qui sont : - 01 : angle d’incidence par rapport au demi-plan N° 1 - 02 : angle d’incidence par rapport au demi-plan N° 2 -  : distance à l’origine du point d’observation. -  : direction du point d’observation repérée par rapport au demi-plan N° 2 - 2L : dimension de l’ouverture. 3

4 Application de la TGD : diffraction par une ouverture
Description du problème par une théorie de rayons Ui +Ud1 + Ud2 Ui + Ur+ Ud1 + Ud2 Ui + Ur+ Ud1 + Ud2 Demi-plan N° 2 Demi-plan N° 1 Ud1 + Ud2 Ud1 + Ud2 Ui +Ud1 + Ud2 4

5 Application de la TGD : diffraction par une ouverture
Description du problème par une théorie de rayons + : (H), - : (E) 5

6 0 = 45°,  =  , L = 0.8  , Polarisation magnétique
Application de la TGD : diffraction par une ouverture Résultats : champ total entourant une ouverture 0 = 45°,  =  , L = 0.8  , Polarisation magnétique 6

7 0 = 90°,  = 100  , L = 5  , Polarisation magnétique
Application de la TGD : diffraction par une ouverture Résultats : champ total entourant une ouverture 0 = 90°,  = 100  , L = 5  , Polarisation magnétique 7

8 0 = 45°,  =  , L = 0.8  , Polarisation électrique
Application de la TGD : diffraction par une ouverture Résultats : champ total entourant une ouverture 0 = 45°,  =  , L = 0.8  , Polarisation électrique Pourquoi ce résultat est-il faux ? 8

9 0 = 90°,  = 100  , L = 5  , Polarisation électrique
Application de la TGD : diffraction par une ouverture Résultats : champ total entourant une ouverture 0 = 90°,  = 100  , L = 5  , Polarisation électrique Pourquoi ce résultat est-il faux ? 9

10 Application de la TGD : diffraction par une ouverture
Résultats : champ total entourant une ouverture Champ total derrière une fente (2D) illuminée par une onde plane en incidence normale et en polarisation magnétique. Largeur de la fente : 12. 10

11 Application de la TGD : diffraction par une ouverture
Résultats : champ total entourant une ouverture A M N D O R B D²/2 2D²/ Zone de RAYLEIGH Zone de FRESNEL Zone de FRAUNHOFER Zone de RAYLEIGH : Zone de FRAUNHOFER : 11

12 Application de la TGD : diffraction par une ouverture
Résultats : champ total entourant une ouverture Expliquer la présence des ondulations qui entourent le lobe principal Calculer l’angle qui sépare deux minima ou deux maxima 12

13 D = 10  Application de la TGD : diffraction par une ouverture
Résultats : champ total entourant une ouverture D = 10  D  D sin() Rayon diffracté 1 Rayon diffracté 2 Séparation angulaire des minima ou maxima sur la figure :  # 6° Le minima ou maxima sont séparés par un angle tel que : D sin() = n  Point d’observation P à l’infini 13

14 Application de la TGD : effet du support sur le rayonnement
d’une antenne imprimée Patch Substrat diélectrique Plan de masse Alimentation par câble coaxial 14

15 Application de la TGD : effet du support sur le rayonnement
d’une antenne imprimée Diagramme de rayonnement sur un plan de masse infini 15

16 Application de la TGD : effet du support sur le rayonnement
d’une antenne imprimée Comment le plan de masse limité perturbe le diagramme de rayonnement R3 R1 R2  2 3 Ri3 Ri2 Q3 Q2 O D D Les arêtes Q1 et Q2 diffractent le champ rayonné par l ’antenne suivant les rayons Ri2 et Ri3 16

17 Application de la TGD : effet du support sur le rayonnement
d’une antenne imprimée Le calcul du diagramme de rayonnement perturbé Champ lointain sur plan de masse infini : Champ incident sur l’arête N°2 : Champ incident sur l’arête N°3 : Champ diffracté par l’arête N° 2 : Champ diffracté par l’arête N° 3 : 17

18 Application de la TGD : effet du support sur le rayonnement
d’une antenne imprimée Le calcul du diagramme de rayonnement perturbé 18

19 Application de la TGD : effet du support sur le rayonnement
d’une antenne imprimée La comparaison avec l’expérimentation 19

20 Application de la TGD : effet du support sur le rayonnement
d’une antenne imprimée La comparaison avec l’expérimentation 20

21 Application de la TGD : effet du support sur le rayonnement
d’une antenne imprimée La comparaison avec l’expérimentation 21

22 Application de la TGD : effet du support sur le rayonnement
d’une antenne imprimée La comparaison avec l’expérimentation 22

23 Application de la TGD : effet du support sur le rayonnement
d’une antenne imprimée Le rayonnement arrière Point d’observation 23

24 Application de la TGD : effet du support sur le rayonnement
d’une antenne imprimée Le rayonnement arrière Quelle est la dimension du plan de masse ? Pourquoi ce diagramme théorique est-il faux ? 23