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86 PARTIE II : RADAR GPR ETUDE D'ANTENNES Figure 73 : Rendement du dipôle (à gauche) et du monopole (à droite) de WuKing pour différents indices de sol. Nous allons maintenant voir comment l'antenne doit être adaptée. A priori, comme le maximum de puissance est rayonné autour de 2MHz, il semble judicieux d'adapter l'antenne à cette fréquence mais les différents cas énumérés tableau 2 amènent à une conclusion plus nuancée. Rappelons que l'adaptation en partie imaginaire est réalisée via une self et que l'impédance d'une self varie linéairement avec la fréquence. D'après la figure 74, le fait d'adapter l'antenne pour 2MHz dégrade fortement les performances du système pour les hautes fréquences car la self de 38µH induit une partie imaginaire trop importante. Finalement, le meilleur compromis s'obtient pour la configuration 4. En adaptant l'impédance interne du générateur pour 1MHz, on surévalue la partie réelle de l'impédance et en adaptant la self pour 3MHz on est certain de diminuer la partie réactive pour toutes les fréquences inférieures à 3MHz. Cas 1 Cas 2 Cas 3 Cas 4 description Rg [Ω] self L [μH] adapté en partie réelle à 2 MHz adapté en partie imaginaire à 4 MHz adapté en partie réelle et en partie imaginaire à 2 MHz adapté en partie réelle et en partie imaginaire à 3 MHz adapté en partie réelle à 1 MHz adapté en partie imaginaire à 3 MHz 671 1,2 671 38 625 10 795 10 Tableau 2 : Descriptif des différentes configurations d'adaptations étudiées.
Samuel BESSE : Étude Théorique de Radars Géologiques Analyses de sols, d'antennes et interprétation des signaux 87 Figure 74 : S11 (à gauche) et TOS (à droite) associés à l'antenne de WuKing en configuration dipôle lorsqu'elle est posée sur un sol de permittivité relative de quatre. Le tableau 2 rappelle les différentes configurations. Figure 75 : Courant au niveau du générateur dans différentes configurations d'adaptations (voir tableau 2). Le générateur de tension émet une sinogaussienne d'une durée de 1µs centrée sur 2MHz et d'une amplitude de 1V. Le S11 et le TOS sont des paramètres intéressants mais leur interprétation peut être dangereuse surtout dans le cas des antennes à pertes comme celles étudiées ici. La seule connaissance du S11 ne permet pas de savoir si la puissance transmise est effectivement rayonnée ou si elle est absorbée par les charges. L'analyse est beaucoup plus simple dans le cas des antennes sans pertes puisque toute l'énergie transmise à l'antenne est rayonnée. Pour autant, le rendement qui traduit bien la capacité intrinsèque de l'antenne à rayonner la puissance acceptée ne donne pas d'indication sur la direction du rayonnement. En résumé, si l'on n'y prend pas garde, on peut avoir une antenne avec un bon rendement, une adaptation efficace sur toute la bande mais un système global décevant qui rayonne dans des mauvaises directions. La suite de ce mémoire se propose justement d'étudier le diagramme de rayonnement de l'antenne.
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