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

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PARTIE III : INTERPRETATION DES ECHOS RADAR ­ PROBLEME INVERSE
composante de même polarisation. De plus, l'hétérogénéité du sol et surtout la rugosité dépolarisent
fortement les signaux et masquent ainsi facilement la réponse des objets recherchés. En résumé, si
l'on place orthogonalement les deux antennes, on diminue le niveau de signal reçu sans améliorer le
rapport signal à bruit (bruit de clutter), c'est donc inutile. Cela a d'ailleurs été vérifié
expérimentalement notamment par l'équipe du LCPC [36] lors de leur campagne de mesure où ils
ont comparé les résultats avec tous les Kamasutra des antennes .
Les antennes à polarisation circulaire ont des avantages certains par rapport aux antennes à
polarisation rectiligne. Le signal réfléchi par la surface du sol a un sens de polarisation opposé au
champ incident. En effet, le rapport entre les permittivités du sol et de l'air est toujours supérieur à
un. Ainsi, l'antenne de réception ne détecte pas l'écho du sol. En revanche, le champ diffracté par un
objet de permittivité inférieure à celle du sol a la même polarisation que l'onde incidente. Pour
résumer : les objets creux (non métalliques) ou d'indice faible génèrent les signaux les plus forts.
Cette propriété est intéressante pour détecter les mines anti­personnelles en plastique.
5.3­ Méthode de simulation
Le tracé de B­scans correspond davantage aux applications génie civil qu'à Netlander d'où le
choix des paramètres qui suivent. Le radar de type monostatique est alimenté par un générateur de
tension qui émet une sinusoïde modulée par une gaussienne à la fréquence centrale de 1GHz. La
durée du signal correspond environ à une période soit 1ns.
Pour la plupart des radars, une antenne émet alors qu'une autre reçoit. Cela traduit un
fonctionnement bistatique, mais en général les antennes sont suffisamment proches l'une de l'autre
pour que ce mode de fonctionnement puisse être assimilé à une configuration monostatique. Le seul
cas considéré comme bistatique correspond au cas ou l'on fait varier la distance entre les deux
antennes [90].
Le signal au niveau de l'antenne d'émission se décompose en un signal émis et un signal
diffracté par le sol. Ces deux composantes ont une dynamique très différente d'où l'intérêt d'utiliser
une seconde antenne pour recevoir. Cela permet de simplifier l'électronique en évitant les
problèmes de saturation des composants (emploi d'un amplificateur faible bruit, amplificateur grand
gain, dynamique du convertisseur analogique numérique...). L'antenne de réception mesure le
couplage entre les antennes plus le signal diffracté par le sol. Si les antennes ont été correctement
blindées alors ces deux composantes sont du même ordre de grandeur donc il n'y a pas de problème
de destruction des composants.
En simulation numérique, il n'y a pas tous ces problèmes liés à la pratique. Le signal émis
peut être retranché au signal total sans rencontrer de problème. Il est donc possible de déterminer la
diffraction en co­polarisation avec une seule antenne. Une seconde antenne facultative pourra être
employée pour mesurer la polarisation croisée.