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

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2.4­ Rendement, S11, T.O.S.
PARTIE II : RADAR GPR ­ ETUDE D'ANTENNES
Les performances d'une antenne s'évaluent par l'intermédiaire de plusieurs paramètres :
l'impédance, le gain, l'angle d'ouverture, le rendement. L'ensemble générateur­antenne est
généralement caractérisé par le coefficient de réflexion S11 ou le taux d'onde stationnaire TOS.
Soit le schéma électrique équivalent suivant :
R g
V g
S 11
I g
Figure 71 : Schéma électrique équivalent de l'ensemble générateur d'impédance Rg, charge d'adaptation Zs et
antenne Za.
Le S11 est défini à partir de l'impédance du générateur Rg et de l'impédance de charge ZL qui
regroupe l'antenne Za et l'éventuel circuit d'adaptation Zs. Dans notre application, on considérera que
ce circuit est uniquement constitué d'une self.
S 11 = Z L −R g
Z L R g
Z s
avec Z L =Z s Z a (41)
Le taux d'onde stationnaire est défini par :
T.O.S= 1∣S 11∣
1−∣S 11∣
Le rendement (équation 44) traduit la proportion de puissance rayonnée par rapport à la
puissance acceptée par l'antenne. Le calcul de la puissance rayonnée de différentes façons permet de
valider les algorithmes. La première méthode intègre la densité du flux du vecteur de pointing sur
une surface fermée (43.a). La seconde méthode correspond à un bilan : la puissance rayonnée Pr est
égale à la puissance acceptée par l'antenne Pa moins la puissance dissipée par les charges Pdiss (43.b).
Dans le cas de l'antenne Wu­King, les pertes sont dues aux charges réparties R(x). Notons que dans
le cas du dipôle, les pertes sont équilibrées sur chaque brin donc il suffit d'évaluer les pertes sur un
brin et de multiplier le résultat par deux.
Pr = 1
2 ∯ E∧ H ⋅n dS (43.a)
S Huygens
Z a
(42)