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Samuel BESSE : Étude Théorique de Radars Géologiques ­ Analyses de sols, d'antennes et interprétation des signaux 125
5­ Conclusions relatives à la deuxième partie
Cette partie a rappelé le principe de fonctionnement des radars GPR, leurs applications et les
principaux modes d'émissions. Ensuite, nous avons passé en revue quelques antennes larges bandes
nécessaires à toute application radar GPR. Les antennes les plus élaborées associent des formes
définies par des angles avec des charges réparties pour amortir les ondes et éviter ainsi les
phénomènes de "ringing".
Le reste de cette partie a été principalement consacré aux antennes filaires amorties pouvant
potentiellement équiper les futures missions martiennes pour la prospection d'eau sous forme
liquide dans le sous­sol. Les antennes amorties selon le modèle de Wu­King ou avec un profil
légèrement modifié ont un faible rendement, un faible gain et sont peu directives. En revanche, elles
sont très large bande puisqu'une même antenne peut fonctionner de quelques centaines de kHz à
plusieurs dizaines de MHz. Un fonctionnement haut en fréquence permet de réduire la zone aveugle
du radar alors que la bande basse des fréquences garantit une profondeur de prospection importante.
Deux configurations ont été largement étudiées : l'une met en oeuvre un dipôle alors que
l'autre utilise un monopole relié au châssis du radar. Les nombreux problèmes rencontrés lors des
travaux expérimentaux ainsi qu'en simulations tendent à écarter la configuration monopole. La taille
réduite du châssis pose un problème de masse flottante et rend le dispositif fortement capacitif et
difficilement accordable.
En vue du problème inverse, nous avons tenté de relier l'impédance de l'antenne aux
propriétés électromagnétiques de la surface du sol. Même si en théorie l'impédance de l'antenne
varie dans le même sens que l'impédance du sol, le lien entre les deux semble difficile à établir en
raison de l'extrême sensibilité de l'impédance de l'antenne face à la distance antenne­sol. De la
même manière, le gain de l'antenne dépend fortement de la qualité du contact entre l'antenne et
l'interface. Dans la pratique, il faudra impérativement prévoir une mesure de l'impédance de
l'antenne ainsi qu'une mesure de la permittivité de surface. De ces deux mesures, il doit­être
possible de déduire une hauteur équivalente et proposer une évaluation numérique du gain.