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

92
2.5.b.ii Gain au nadir en fonction de la fréquence
PARTIE II : RADAR GPR ­ ETUDE D'ANTENNES
On a vu précédemment que le rendement de l'antenne augmente avec la fréquence mais cette
augmentation du rendement se fait au profit des lobes latéraux et le gain au nadir arrive à saturation
à partir de 3 MHz. Or, le radar doit sonder le sol en profondeur et non sur les côtés. Cette
représentation du gain en fonction de la fréquence montre que les seules connaissances du
rendement, du S11 et du TOS sont largement insuffisantes pour juger les performances globales du
système.
Figure 81 : Évolution du gain selon la fréquence dans des directions particulières : au nadir et dans les lobes
latéraux. Le dipôle (à gauche) et le monopole (à droite) reposent sur un sol de permittivité relative de quatre.
Le monopole cumule les problèmes : d'une part, il présente une impédance fortement
capacitive difficile à évaluer et à adapter, d'autre part, son gain dans la direction utile est inférieur à
celui du dipôle.
2.5.b.iii Gain en fonction de l'impédance du milieu
On a vu précédemment que l'impédance du sol influe sur l'impédance de l'antenne et sur la
répartition des courants le long des brins. Ces modifications entraînent à leur tour des altérations sur
le gain que nous allons maintenant quantifier.
Les figures 82 et 83 donnent les gains d'un dipôle et d'un monopole pour différents types de
sols. On retrouve la même évolution que pour le dipôle élémentaire à savoir :
● Un seul lobe de rayonnement dans l'air d'autant plus petit que l'impédance du milieu est
faible.
● Le rayonnement dans le sol se divise en trois lobes séparés au niveau de l'angle critique.
Cet angle C =sin −1 n 1 /n 2 dépendant de l'indice, le lobe au nadir est d'autant plus étroit
que l'impédance du milieu est faible.