LABORATOIRE PLASMA ET CONVERSION D’ENERGIE - UMR5213

L’un des axes de recherche du GRE est la " Modélisation électromagnétique de structures complexes " pour le développement d’outils de modélisation en vue de traiter des grands problèmes d’électromagnétisme micro-onde. Cette thématique peut se diviser en deux parties, la première concernant les modèles pour les dispositifs et la seconde concernant des modèles pour l’espace libre.

Modèles pour les dispositifs

Les modèles numériques (3D) actuels sont mis en difficulté par la complexité croissante et le besoin toujours grandissant d’intégration des circuits micro-ondes. Deux stratégies sont développées pour affiner la description des interactions physiques. La première est une méthode de formulation itérative en ondes assurant une description fine des circuits planaires, tenant compte des conditions aux limites sur les interfaces de raccordement ainsi que d’un opérateur modal complétant le modèle en un processus itératif pour inclure la diffraction à l’infini via une transformée en modes inversible.
La deuxième concerne l’élaboration d’outils informatiques permettant la production de schémas électriques équivalents à partir de l’étude électromagnétique du système. Ci-dessous, un premier exemple de Compatibilité ElectroMagnétique de circuits intégrés avec une mesure en champ proche et sa simulation équivalente.

Modèles pour l’espace libre

L’élaboration de modèles électromagnétiques de structures complexes en espace libre est motivée par deux objectifs distincts à savoir l’élaboration d’un objet (réflecteur, radôme, cible radar,…) dont on maîtrise la structure afin d’obtenir le rayonnement souhaité, mais aussi la connaissance du comportement électromagnétique d’un milieu (naturel, urbain,…) dont la structure complexe est imposée. Un exemple de structure complexe est le radôme d’une antenne puisque l’ensemble des contraintes (mécaniques, thermiques, aérodynamiques et une bonne transparence aux champs électromagnétiques) se traduit par une grande difficulté de modélisation en hyperfréquences. De plus, les dimensions d’une telle structure sont grandes par rapport à la longueur d’onde.
Modéliser la propagation des ondes électromagnétiques en milieu complexe est une des clefs des deux grands champs d’application que sont les liaisons télécoms et l’observation par télédétection radar de la Terre. Ci-dessous, la modélisation d’un champ d’atténuation due à la pluie sur Bordeaux en supposant une liaison à 50 GHz (polarisation horizontale) avec le satellite géostationnaire Olympus.