Propagation electromagnetique en milieu atmospherique aleatoire application au couplage entre un modele de prevision meteorologique et un modele de couverture radar

Electromagnetic propagation in a random range-dependent medium application to radiowave propagation assessment using weather prediction model data

• Auteur / Autrice : Éric Mandine
• Direction : Marie-Claude Pélissier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Toulon

Résumé

Les systemes radars etant en amelioration constante, on requiert de plus en plus de precision dans les predictions des conditions de propagation des ondes electromagnetiques dans l'atmosphere terrestre. Cette these s'interesse a une meilleure prise en compte des caracteristiques du milieu dans les modeles de propagation, et a l'influence des fluctuations fine-echelle. Deux problemes sont ainsi traites : en premier lieu, on etudie la faisabilite et les performances d'un couplage entre differents modeles meteo de prevision numerique -arpege, aladin, meso-nh- et un modele parabolique de propagation. Cette etape nous permet de reconstituer les variations moyennes du profil d'indice de refraction (en altitude et en distance). Une deuxieme analyse concerne la prise en compte de phenomenes atmospheriques de petite echelle (non accessibles par les modeles meteo). En particulier, on decide de modeliser la diffusion des ondes due a la turbulence atmospherique, en caracterisant celle-ci par la superposition d'une composante aleatoire au profil moyen de l'indice de refraction. Dans un permier temps, une methode de monte carlo est mise en uvre pour traiter l'equation differentielle stochastique (eds) de propagation en milieu aleatoire, en generant numeriquement des fluctuations aleatoires d'indice a partir des spectres de turbulence. Le temps de calcul de ce type de simulation etant penalisant, une nouvelle approche stochastique est developpee : en utilisant le formalisme recent des eds, on obtient ainsi directement les equations differentielles verifiees par les moments du champ electromagnetique. Le cas du premier moment est resolu par une modification mineure du code de propagation deterministe existant : les comparaisons entre les deux approches montrent un tres bon accord entre les resultats. Une partie de l'etude est enfin confrontee aux donnees experimentales de la campagne de mesures livorno'96, contenant des mesures meteorologiques et electromagnetiques couplees.