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

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PARTIE II : RADAR GPR ­ ETUDE D'ANTENNES
Pour obtenir le maximum de rayonnement dans la direction orthogonale au plan de l'antenne,
et ceci quelle que soit la fréquence, les points O1 et O2 doivent être alimentés en opposition de
phase. Le gain peut alors raisonnablement dépasser les 4dB. Dans la partie centrale de la bande
passante, là où la couronne de rayonnement est bien formée, la polarisation est circulaire. En
revanche, pour les fréquences très élevées (où la quasi­totalité de l'énergie rayonnée provient de
l'amorce des spirales) ou au contraire pour les fréquences basses (où l'énergie provient
majoritairement de l'extrémité des spirales) la polarisation devient elliptique. Lorsque les
paramètres sont correctement choisis, on peut espérer une largeur de bande de l'ordre d'une décade
voir plus tout en conservant un taux d'ellipticité supérieur à 0,7.
Figure 51 : antenne spirale logarithmique également appelée antenne cimeterre (à gauche) et antenne spirale
d'Archimède (à droite)
Des dispositifs optiques associés à des antennes spirales permettent la génération et la
détection cohérente de rayonnement aux fréquences de l'ordre du térahertz. Accéder à l'amplitude et
à la phase du champ électromagnétique autorise la caractérisation de matériaux : indice de
réfraction et coefficient d'absorption [44].
Les antennes spirales ont déjà été utilisées pour des applications radars notamment pour la
détection de mines antipersonnelles diélectriques. On reviendra sur l'intérêt de la polarisation
circulaire au cours de la troisième partie page 179.
1.4.b Antennes papillons
La bande passante d'un simple dipôle peut être élargie par l'utilisation de plus gros fils. Dans
cet ordre d'idée, remplaçons les brins de diamètre fixe par des structures en triangle d'autant plus
larges que l'on s'éloigne du générateur. On obtient ainsi une antenne papillon en référence à sa
forme qui rappelle celle du noeud papillon (figure 52).