Diffusion bistatique des ondes électromagnétiques par une surface rugueuse en utilisant le modèle à deux échelles d’ordre deux : application aux fouillis de mer et terrestre

Bistatic scattering of electromagnetic waves from rough surface by using second order twoscale model : application to sea and bare soil surface

• Auteur / Autrice : Naheed Sajjad
• Direction : Ali Khenchaf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire E3I2 - Extraction et exploitation de l'information en environnements incertains (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne (Brest ; 2010-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Surface équivalente radar

Radar bistatique

Rugosité

Ondes électromagnétiques -- Diffusion

Mots clés libres

Modèle de deux échelles à l’ordre 2

Coefficients de diffusion bistatique

Surfaces rugueuses

Surface maritime

Surface terrestre

Angles rasants

Second order two-scale model

Bistatic scattering coefficients

Rough surfaces

Maritime surface

Bare soil surface

Grazing angles

Résumé

L’estimation de la surface équivalente radar (SER) des fouillis de mer et terrestre est essentielle pour la conception et l’amélioration des performances des systèmes de télédétection et d’observation de la planète. Le problème particulier de la diffusion des ondes en configuration à angle rasant est de grand intérêt à cause de son importance pour la surveillance, suivi de cible, la communication et les systèmes de navigation fonctionnant au-dessus de surfaces rugueuses, terrestre ou maritime. La surface équivalente radar d’une surface rugueuse devient très faible en incidence rasante puisque la plus grande partie de la puissance incidente est diffusée dans la direction spéculaire (selon le degré de rugosité de k surface). De plus, les mécanismes principaux de diffusion sont différents aux angles rasants, par exemple, les effets de diffusion multiple (ou de diffusion d’ordre supérieur), l’ombrage, fading et les mécanismes liés au déferlement des vagues sont particulièrement présents dans une telle configuration. Par conséquent, c’est dans ce contexte que s’intègre les travaux de recherche développés dans cette thèse. Ceci en développant le modèle deux échelles à l’ordre 2 (TSM2) permettant ainsi de contribuer à l’estimation des coefficients de diffusion bistatique par les surfaces rugueuses avec l’application de ce modèle aux surfaces maritime et terrestre. L’évaluation du modèle développé est réalisée en effectuant des comparaisons par rapport aux résultats obtenus avec d’autres modèles et aussi aux données issues de la littérature ouverte.

The estimation of radar cross section (RCS) of randomly rough surfaces is essential for designing terrain and sea surface remote sensing systems. The particular problem of wave scattering at low grazing angles is of great interest because of its importance for the low-altitude/long-range radar surveillance, target tracking, communication and navigation systems operating at low grazing conditions above the rough surface. The radar cross section from a rough surface becomes very small at grazing incidence, since most part of the incident power is scattered around the specular direction (depending on the degree of surface roughness). Moreover, the dominant scattering mechanisms at low and high grazing angles are different e. G. , the effects of multiple scattering (or higher order scattering), shadowing, fading and mechanisms attributable to wave breaking are particularly marked in the low grazing angle regime. Therefore, in this context the research has been conducted in this thesis. A second order two-scale model (TSM2) has been developed to study the bistatic scattering enhancement at grazing angles and the accurate depolarization estimation in a radar return. The applications of TSM2 are presented for sea and bare soil surfaces. The results obtained from newly developed model are compared with the available experimental data and other models to demonstrate the validity and efficiency of TSM2.