Etude théorique de radars géologiques - Epublications - Université ...

122
➢ Conclusions :
PARTIE II : RADAR GPR ­ ETUDE D'ANTENNES
● Dans le cas où le même fil a été modélisé par les deux méthodes, on constate une parfaite
concordance des résultats donc le formalisme de Holland reste correct même dans le cas
d'une interface proche.
● La sensibilité de l'impédance et de la fréquence de résonance (uniquement pour le dipôle
résonnant) de l'antenne par rapport à sa distance au sol se confirme. On peut même ajouter
que les caractéristiques de l'antenne sont d'autant plus sensibles que le fil est fin.
● Dans le cas d'un milieu homogène ou juste à l'interface, la fréquence de résonance dépend
très peu du rayon du fil. En revanche, dès que l'antenne se situe au dessus d'une interface
f0 dépend à la fois de la hauteur et du rayon du fil. Un calcul analytique confirme la
validité du modèle numérique dans le cas des milieux homogènes (voir annexe 2). En
particulier, on retrouve la légère variation de la fréquence de résonance par rapport au
rayon du fil.
Remarque : D'autres simulations par le formalisme de Holland ont montré l'invariance des résultats par
rapport à la taille des cellules.
4.3.c Vérification expérimentale
Comparer le modèle de Holland avec d'autres simulations FDTD n'est pas tout à fait
satisfaisant pour conclure sur l'exactitude des simulations. Afin de clôturer la validation du modèle
pour un fil au dessus du sol, nous avons effectué une expérimentation mettant en oeuvre un dipôle
électrique d'une longueur totale de 17,2cm résonnant dans l'air autour de 870MHz. Le dipôle est
constitué de deux brins en cuivre de 0,77mm de rayon. Le substrat servant de diélectrique est
constitué d'une table en bois aggloméré de permittivité relative 3 que nous avons nous­même
mesuré via une méthode capacitive. La table mesure 3cm d'épaisseur et est complétée dessous par
des blocs de papier afin d'augmenter l'épaisseur du diélectrique. Plus le matériau est loin de
l'antenne, moins il influe sur cette dernière donc l'erreur commise par le changement de matériau
devrait être minime (surtout que les deux matériaux choisis ont des propriétés électromagnétiques
proches). Un analyseur de réseau permet de mesurer la fréquence de résonance de l'antenne définie
par la fréquence à laquelle la partie imaginaire s'annule pour la première fois. Contrairement aux
simulations pour lesquelles la hauteur minimale est nulle (le fil est a moitié dans le substrat), la
hauteur minimale expérimentale est égale au rayon du fil.