WO2016055739A2 - Procede et dispositif de mesure de diagramme de rayonnement de source radiative en milieu echogene - Google Patents

Procede et dispositif de mesure de diagramme de rayonnement de source radiative en milieu echogene Download PDF

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WO2016055739A2
WO2016055739A2 PCT/FR2015/052704 FR2015052704W WO2016055739A2 WO 2016055739 A2 WO2016055739 A2 WO 2016055739A2 FR 2015052704 W FR2015052704 W FR 2015052704W WO 2016055739 A2 WO2016055739 A2 WO 2016055739A2
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probe
plates
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radiative
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Andrea Cozza
Florian MONSEF
Mouad DJEDIDI
Original Assignee
Centre National De La Recherche Scientifique
Supelec
Universite Paris-Sud 11
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/10—Radiation diagrams of antennas

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for measuring a radiation pattern of a radiative source in echogenic medium.
  • a radiation pattern of a radiating source which can be of acoustic, electromagnetic or optical type
  • the principle of reciprocity can be exploited, that is to say that the radiative source can be characterized as emission, but can also be used as a receiver on which a plane wave is sent.
  • the radiative source can be characterized as emission, but can also be used as a receiver on which a plane wave is sent.
  • anechoic chamber which, by definition, make it possible to avoid the presence of echoes.
  • These devices consist of foams, often of pyramidal shape, whose purpose is to absorb the incident waves.
  • foams are used whatever the nature of the wave type, for example for electromagnetic waves or acoustic waves.
  • foams are expensive and need to be replaced regularly, which complicates maintenance.
  • the present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks and to make it possible to perform more quickly and more economically than known techniques, the measurement of a radiation pattern of a radiative source.
  • the invention also aims more particularly at reducing the size of the installations in which the measurements of radiation patterns are made.
  • the invention also aims to obtain these results by avoiding the need to use expensive and fragile materials such as absorbent foams or to perform many mechanical displacements.
  • the radiative source having a maximum linear dimension a, characterized in that it comprises first and second parallel reflecting plates, oriented along a longitudinal axis Y, creating an echogenic medium, between which is disposed the radiative source, the distance between the source radiative and each of the first and second plates being greater than or equal to each of said wavelengths Ai; at least one probe sensitive to the amplitude and the phase of the radiation of the far-field radiative source, which is also arranged between the first and second plates at a distance D R of the radiative source, being shifted relative to the radiative source along a transverse axis X perpendicular to the longitudinal axis Y of a value e greater than or equal to ⁇ / 10, the distance D R being greater than or equal to 2a 2 / Ai; a vector network analyze
  • the radiative source may be disposed centrally between the first and second parallel reflective plates.
  • the measuring device may further comprise a device for moving in fixed or variable pitch the probe in the transverse direction X and in this case, the computing unit is adapted to control the device for moving the probe in a transverse direction .
  • the device for stepwise movement of the probe may comprise a guide rail and an electric motor.
  • the measuring device according to the invention may further comprise a device for rotating the radiative source on itself about an axis parallel to the longitudinal axis Y.
  • the measuring device comprises a first probe sensitive to the amplitude and phase of the radiation of the far-field radiative source, which is arranged between the first and second plates at a distance DR from the source radiative in a first direction, being offset with respect to the radiative source along a transverse axis X perpendicular to the longitudinal axis Y of a value e greater than or equal to ⁇ / 10, the distance D R being greater than or equal to 2a 2 / Ai; a first device for moving in fixed or variable pitch the first probe in said transverse direction X; a second probe sensitive to the amplitude and phase of the radiation of the far-field radiative source, which is arranged between the first and second plates at a distance D R of the radiative source in a second direction opposite to the first direction, being offset with respect to the radiative source along a transverse axis X perpendicular to the longitudinal axis Y of a higher value e or equal to ⁇ / 10, the distance DR
  • the first and second reflective plates may advantageously be made of a metal such as copper or aluminum.
  • the radiative source may be acoustic, electromagnetic or optical type and in this case, the first and second plates themselves are respectively acoustically, electrically or optically reflective.
  • the minimum frequency of the predetermined frequency range F1 may preferably be between 100 MHz and 60 GHz.
  • the invention also relates to a method for measuring a radiation pattern of a radiative source emitting radiation in a predetermined frequency range Fi corresponding to a predetermined wavelength range Ai, the radiative source having a maximum linear dimension a, characterized in that a) installing first and second parallel reflecting plates, oriented along a longitudinal axis Y, creating an echogenic medium, between which the radiative source is arranged, the distance d between the radiative source and each of the first and second plates being greater than or equal to at each of said wavelengths Ai;
  • a Green matrix is established which depends only on the distance between the first and second plates, the position of the radiative source and the position of the probe,
  • the radiative source can be arranged centrally between the first and second parallel reflecting plates, oriented along a longitudinal axis Y.
  • step f) measurements of the electric field E are obtained for the different measurement steps using a vector network analyzer.
  • the method may further comprise the steps according to which: h) the probe is moved in steps along said transverse direction X, steps c) to g) are repeated with each step displacement and
  • regression techniques are also applied which allow a more robust reversal of the problem with respect to the noise.
  • the radiative source may be of the electromagnetic type and in this case the minimum frequency of the predetermined frequency range F1 is between 100 MHz and 60 GHz.
  • the frequency variation pitch AF in the frequency range Fi can be between 1 and 10 MHz when the central frequency is of the order of 1 Gigahertz.
  • FIG. 1 represents a schematic view of a portion of a device for measuring radiative source radiation pattern in echogenic medium, according to the invention
  • FIG. 2 represents a more general schematic view of a radiative source radiation pattern measurement device in an echogenic medium, according to the invention, with the implementation of two measurement probes
  • FIG. 3 is a diagram corresponding to that of FIG. 1, in which examples of waves reflected by the reflecting plates of the radiative source radiation pattern measuring device according to the invention are shown,
  • FIG. 4 is a diagram corresponding to that of FIG. 3, in which virtual sources corresponding to the different reflected waves represented in FIG. 3 are shown,
  • FIG. 4A is an example of a radiation diagram obtained with the radiative source of FIGS. 3 and 4,
  • FIG. 5 is a diagram corresponding to that of FIG. 1, in which examples of waves reflected by the reflecting plates of the radiative source radiation pattern measuring device according to the invention are shown, but the radiative source having rotated on itself,
  • FIG. 6 is a diagram corresponding to that of FIG. 5, in which virtual sources corresponding to the different reflected waves represented in FIG. 5 are shown,
  • FIG. 6A is an example of a radiation diagram obtained with the radiative source of FIGS. 5 and 6,
  • FIG. 7 is an example of a radiation diagram obtained by synthesizing the diagrams of FIGS. 4A and 6A,
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating the various steps of a method for measuring a radiative source radiation pattern in an echogenic medium, according to the invention.
  • FIGS. 9 to 11 are curves showing the evolution of the number of conditioning of the Green matrix as a function of the frequency steps for different cases of implementation of radiative source placed between reflecting plates, and - Figures 12 and 13 are examples of radiation patterns obtained with a method according to the invention.
  • a radiating or radiative source 103 which is schematically represented by a triangle in FIGS. 1 to 6, can be characterized in the far field by its radiation pattern illustrated by an outline 120 or 320 in the examples given below.
  • the radiating source 103 may be of acoustic, electromagnetic or optical type.
  • a radiative source 103 constituted by an electromagnetic radiation antenna will more specifically be taken into account without limitation.
  • the source 103 is used in transmission and intentional echoes of the transmitted signal are generated in order to reconstruct the radiation pattern 120 or 320 of this source, from measurement points 321 to 327, 331 to 337 (see FIGS. Figures 4A, 6A and 7).
  • the generation of intentional echoes is based on the use of plates 101, 102 of material with reflective properties, forming flat walls PI, P2 preferably parallel, on which the waves emitted 1 to 7 or the to 7 '(FIGS. 3 to 6) are reflected.
  • the plates 101, 102 may thus be metallic and made of a material such as copper or aluminum.
  • the The nature of the plate material 101, 102 is adapted to the nature of the radiative source 103, so that these plates 101, 102 are reflective for the radiation emitted by this radiative source 103.
  • the echoes originate from signals emitted on the sides.
  • the amplitudes of these signals are weighted by the radiation pattern of the source, subject to proper placement of the plates 101, 102 forming the reflecting walls PI, P2.
  • the signal received to characterize the radiation pattern is derived from a receiver 104 placed at a far distance from the source 103.
  • the receiver 104 is also placed between the plates 101, 102 ( Figures 1 and 2).
  • the measurement principle consists in exploiting the echoes and in extracting the information useful for the reconstruction of the radiation diagram 120, 320.
  • the extraction of the information requires a measurement with a frequency variation with a step of AF frequency, which can be fixed or variable depending on the conditioning of the Green matrix and a range of frequencies that are chosen according to the geometry of the problem and the good mathematical conditioning of the problem.
  • the basic technique is electronic and allows a substantial gain in measurement time compared to conventional techniques based on mechanical movements.
  • the transmitter constituted by the source 103, and the receiver 104 must not be aligned face to face otherwise the problem will be poorly conditioned and the problem can not be reversed to reconstruct the radiation pattern.
  • the spacing D between the plates 101, 102 must be chosen as a function of the frequency range Fi (or of the corresponding range of lengths Ai) to which the characterization is performed and also depending on the size (largest linear dimension a) of the source 103 to be characterized.
  • the measuring device thus comprises first and second parallel reflective plates 101, 102 oriented along a longitudinal axis Y, creating an echogenic medium, between which the radiative source 103 is centrally arranged.
  • the distance d between the radiative source 103 and each of the plates 101, 102 is greater than or equal to each of the wavelengths Ai corresponding to the measurement frequency range Fi.
  • the distance between the radiative source 103 and the plate 101 may be different from the distance between the radiative source 103 and the plate 102. However, according to a particular embodiment shown in the drawings, this distance may be the same and the radiative source 103 is then disposed centrally between the first and second parallel reflective plates.
  • the receiving probe 104 must be sensitive to the amplitude and the phase of the radiation of the far-field radiative source 103.
  • the probe 104 is disposed between the plates 101, 102 at a distance D R of the radiative source 103, being offset with respect to the radiative source along a transverse axis X perpendicular to the longitudinal axis Y of a higher value ⁇ or equal to Ai / 10, the distance D R (Rayleigh distance) being greater than or equal to 2a 2 / Ai, where a is the largest linear dimension of the source 103.
  • a device 105, 106 is provided for moving stepwise, fixed or variable, the probe 104 in the transverse direction X.
  • This device may comprise, for example, a guide rail 106 or a rack and an electric motor 105.
  • the measuring device further comprises a vector network analyzer 111, to which the probe 104 is connected, and a calculation unit 110 adapted to receive data of the vector network analyzer 111, controlling the device 105, 106 to stepwise move the probe 104 in the transverse direction X and acquire at each step the data of the vector network analyzer 111 for several frequencies Fi with a no fixed frequency variation or AF variable.
  • the measurement device comprises a measurement block 100 with, as in the case of the embodiment of FIG. 1, a first probe 104 sensitive to the amplitude and to the phase of the radiation of the far-field radiative source 103, which is arranged between the plates 101, 102 at a distance D R of the radiative source 103 in a first direction, being offset with respect to the radiative source along a transverse axis X perpendicular to the longitudinal axis Y of a value ⁇ greater than or equal to Ai / 10, the distance D R being greater than or equal to 2a 2 / Ai.
  • a first device 105, 106 is provided for moving in fixed or variable pitch the first probe 104 in the transverse direction X.
  • the measurement block 100 of the measuring device comprises a second probe 104 'sensitive to the amplitude and the phase of the radiation of the same far-field radiative source 103, which is arranged between the plates 101, 102 at a distance D R of the radiative source 103 in a second direction opposite to the first direction, being offset with respect to the radiative source along the transverse axis X perpendicular to the longitudinal axis Y of a value e greater than or equal to ⁇ / 10, the distance DR being greater than or equal to 2a 2 / Ai.
  • a second device 105 ', 106' is provided for moving the second probe 104 'in the transverse direction X by fixed or variable pitch.
  • the second probe 104' makes it possible to detect the rear part of the radiation pattern of the radiative source 103.
  • the first and second probes 104, 104 'of the measurement block 100 are connected to the vector network analyzer 111 by lines 108, 108'.
  • the computing unit 110 is adapted to receive data from the vector network analyzer 111, via the line 109, to control, by the lines 107, 107 ', the first and second devices 105, 106; 105 ', 106' for moving in steps respectively the first and second probes 104, 104 'in the transverse direction X and for acquiring at each step the data of the vector network analyzer 111 for several frequencies Fi with a pitch of variation of Fixed frequency or AF variable.
  • the measuring device may comprise a device for rotating the radiative source 103 about itself about an axis parallel to the longitudinal axis Y.
  • FIG. 3 schematically shows by way of example and in a simplified manner a radiative source 103 having a radiation pattern 320 placed between two parallel reflecting plates 101, 102, as well as a receiving probe 104 also placed, offset from the radiative source 103, between the plates 101, 102, as indicated above with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 3 shows four first radii 1 to 4 emitted by the radiative source 103 and reflected by the plates 101, 102 to reach the receiving probe 104.
  • Other subsequent rays emitted by the source 103 are not shown in FIG. 3 for the sake of clarity. It is these rays reflected by the walls 101, 102 which constitute echoes operated in the context of the present invention.
  • the receiving probe 104 is associated with a vector network analyzer 111 sensitive not only to the amplitude, but also at the phase of the signals.
  • p 0.99
  • the resolution of the linear system thus consists in performing a frequency sweep where the number of frequencies equals the number of useful images.
  • the technique is limited in resolution by the number of images chosen, which can range from a few images to several hundred images, but the electronic character of the frequency sweep allows a substantial time saving compared to conventional techniques based exclusively on mechanical movements of the antenna (or source radiative any) under test. According to the invention, it is simply possible to combine certain mechanical displacements constituted by a rotation of the radiative source 103 on itself in order to improve the resolution, but most of the measurements are carried out electronically.
  • each image or virtual source makes it possible to find a point 321 to 327 of the radiation diagram of the real source 103.
  • the reconstitution of the radiation pattern 320 of the source 103, shown in FIG. 4A, will thus be all the more precise as the number of points 321 to 327 will be large and well distributed on the lobes of the radiation pattern.
  • the radius 1 is a direct ray going from the source 103 to the probe 104
  • the spoke 2 has undergone a single reflection on the plate 102
  • the spoke 3 has undergone a first reflection on the plate 101 and a second reflection on the plate 102
  • the spoke 4 has undergone a single reflection on the plate 101 and the spokes 5 to 7, not shown in Figure 3, correspond to other images or more distant virtual sources that allow to increase the resolution.
  • Figure 5 is similar to Figure 3, but corresponds to a rotation of the source 103 on itself about an axis parallel to the plates 101, 102, to give it a position 103 ', which changes the position of its 320 'radiation pattern.
  • the rays 7 ' (of which only the rays 1' to 4 'are shown in FIG. 5) emitted by the source 103' in its new position and received by the receiving probe 104 positioned as in the case of FIG. , after a greater or lesser number of reflections on the walls of plates 101, 102 remained in the same fixed position, can create images or virtual sources shown in Figure 6 with each time the definition of a point 331 to 337 of the radiation pattern 320 of the source 103, which allows to otherwise reconstructing this radiation pattern 320 from points 331 to 337 (see Figure 6A).
  • FIGS. 3 to 7 show, by way of example, a radiation pattern 320 with a main lobe and two secondary lobes, but the invention applies to radiative sources 103 which may have other forms of radiation patterns.
  • the first position of the antenna 103 makes it possible to have certain points 321 to 327 of the radiation diagram 320, but as can be seen in FIG. 4A, the sampling points are narrowed on the sides and, with the example shown with seven sampling points, only two points, namely the points 321 and 322 are on the main lobe of the radiation pattern 320.
  • FIGS. 5, 6, 6A By rotating the antenna 103 on its phase center, and by renewing the measuring operation (FIGS. 5, 6, 6A), the same echoes are obtained as in the configuration of FIGS. 3, 4, 4A, that is to say that the images or virtual sources are in the same positions, but the weighting of the echoes changes due to the rotation of the antenna.
  • the points that tightened on the sides better sample the useful area.
  • Figure 6A shows the sampling of the radiation pattern 320 with points 331 to 337, including in particular, in this example, the points 333, 334, 336 are on the main lobe of the radiation pattern 320.
  • an interlacing of the two sampling series of FIGS. 4A and 6A makes it possible to increase the number of points in the zone initially depleted.
  • the rotation of the source 103 thus makes it possible to better distribute the points that sample the radiation pattern. This better distribution of points makes it possible to apply regression techniques which increase the robustness of the process.
  • a distance DR is defined between the source 103 and a measurement probe 104, so that which the spatial distribution of far-field radiation energy is independent of this distance D R.
  • this distance D R must be greater than or equal to the Rayleigh distance, namely 2a 2 / Ai.
  • the radiative source to be tested 103 is considered as a point source and, in the case of an antenna, the electric field E emitted by this antenna is given by the following formula:
  • F (9, cp) is the radiation pattern
  • ⁇ and ⁇ are the angles in elevation and azimuth respectively
  • G (r, o) is the Green's function of free space which is given in its three-dimensional general form by the following formula:
  • the images corresponding to the echoes of the radiation of the radiative source 103 each give rise to a signal emitted by a virtual source, all virtual sources being aligned with the actual radiative source.
  • Each image contributes to the field measured by the receiving probe 104, but the contribution decreases with the distance of the virtual source with respect to the probe 104. This is why truncation is performed considering only a limited number of images.
  • the measurement of the field E by the probe 104 can be expressed by the following formula:
  • N unknowns, namely the N, sampled images of the radiation pattern
  • the system must be adjusted so as to have a number of equations at least equal to that of the unknowns.
  • An effective way is to modify the phases of the different possible wavefronts using frequency variations. Since the phase is very sensitive to changing the working frequency, the frequency is varied so as to use N f frequencies.
  • E p is the total field measured at N f frequencies
  • F is the vector of the radiation pattern consisting of N, points forming the unknowns
  • G is a matrix f XN, which contains the samples of the Green function of space free.
  • the frequency range between the minimum working frequency and the maximum working frequency shall be chosen according to the type of radiative source because it influences the radiation pattern. In general, this range of frequencies is chosen as narrow as possible. It is thus necessary to carefully choose the frequency step AF, that is to say the difference between two consecutive working frequencies out of a total number N f of linearly spaced or variable pitch frequencies. For example, it is possible to adopt a constant frequency step model, the working frequency being located at the center of the frequency range, but this is only one possible embodiment.
  • the matrix G is well conditioned, that is to say that this matrix G has a number of conditioning as low as possible.
  • the positions of the source 103, the probe 104 and the plates 101, 102 determine the set of generated echoes and consequently the corresponding samples of the Green function of the free space constituting the matrix G.
  • the source 103 and the probe 104 are not disposed face to face but offset along the X axis of Figure 1.
  • FIG. 9 shows curves 51, 52, 53 giving the conditioning number of the Green matrix as a function of the frequency step for three different conditions of relative positioning of the source 103 and of the probe 104.
  • Curve 53 shows an optimal case where source 103 and probe 104 are shifted horizontally along the X axis of FIG. 1. In this case, it can be seen that an optimum, ie weak, number of conditioning , is obtained for a frequency step AF of the order of 10 MHz.
  • the curves 51 and 52 correspond to the cases where the source 103 and the probe 104 face each other, the curve 51 corresponding more particularly to the case where the source 103 and the probe 104 are equidistant from the plates 101 and 102. It can be seen that, even for a frequency step of the order of 10 MHz, the number of conditioning remains high.
  • the conditioning of the matrix G also depends on the number of images N , which determines the total field to be taken into account as well as the number of frequencies (or corresponding wavelengths) to be used for the measurements.
  • FIG. 10 shows curves 54 and 55 showing the evolution of the conditioning number of the Green matrix as a function of the frequency pitch AF respectively for a number N, equal to 18 and for a number N, equal to 180 It can be seen that the optimum conditioning number is obtained for lower frequency steps if the number of images increases.
  • the curve 55 N, equal to 180
  • an optimized conditioning number is obtained at a frequency step of 10 MHz.
  • the number of conditioning can be improved if a number of frequencies strictly greater than the number of images is used and if the number of frequencies is much greater than the number of images (case illustrated on the curve 58 ), it is even possible to obtain an optimal conditioning number with a relatively low frequency step of 4 MHz.
  • the upper limit for the number of frequencies depends on both the frequency step used and the maximum range of frequency values in which the radiative source 103 can operate without changing its properties.
  • the frequency range Fi of the radiative source 103 to be used is identified which, in this example, consists of an antenna.
  • a step 202 we deduce the wavelengths Ai corresponding to the frequencies f1.
  • first and second parallel reflective plates 101, 102, oriented along a longitudinal axis Y, are created, creating an echogenic medium, between which the radiative source 103 is arranged, preferably centrally, the distance d between the radiative source 103 and each of the plates 101, 102 being greater than or equal to each of the wavelengths Ai, and at least one probe 104 sensitive to the amplitude and phase of the radiation of the radiative source 103 in the field is installed remote, also having this probe 104 between the first and second plates 101, 102 at a distance D R of the radiative source 103, the distance DR being greater than or equal to 2a 2 / Ai, where a is the maximum linear dimension of Antenna 103.
  • the distance D between the two reflecting plates 101, 102 is also determined from the values d of the spacing between the antenna 103 and the plates 101, 102 and the width e of the antenna.
  • the probe 104 is positioned in a position offset from the radiative source 103 along the transverse axis X by a value e greater than or equal to Ai / 10. This is initially a first position of the probe 104, then, after different iterations of new positions.
  • a frequency variation step AF is determined in the frequency range Fi, the different frequencies being used so that the echoes have different delays.
  • a Green matrix is established which depends only on the dimensions of the system, namely the distance D between the plates 101 and 102, the position of the radiative source 103 and the position of the probe 104.
  • a step 207 measurements of the electric field E are made by the probe 104 with the frequency variation step AF.
  • This frequency step is not necessarily fixed, that is to say that the useful frequencies are not necessarily equidistant.
  • a step 208 the measured values of the electric field E are acquired with the aid of a vector network analyzer 111 for the different measurement steps.
  • a radiation pattern F is deduced using the Green matrix, which corresponds to an inversion of the problem.
  • a test is made to know if the spatial sampling is finished. If this is not the case, the probe 104 is moved in steps in the transverse direction X, and steps 204 to 210 are repeated and if the test of step 210 reveals that the spatial sampling is finally, we go to a final step 211.
  • step 211 an interleaved radiation pattern of the solutions found at the end of each preceding step 209 is performed.
  • regression techniques can be applied that allow for a more robust inversion of the problem with respect to noise.
  • the minimum frequency of the predetermined frequency range Fi is a function of the type of radiative source 103 to be analyzed.
  • this minimum frequency can be typically between 100 MHz and 60 GHz.
  • the pitch of frequency variation AF in the frequency range Fi can be typically between 1 and 10 MHz when the center frequency is of the order of the gigahertz.
  • the minimum frequency can go well beyond the values indicated in the case of a radiative source of electromagnetic type, which corresponds to smaller wavelengths and by suite allows to realize a device still smaller.
  • the frequency range Fi can be in the kHz range, but the wavelengths are of the same order as in the microwave, hence a device size which can be of the same order and can thus be much smaller than in the devices of the prior art.
  • FIGS. 12 and 13 show examples of radiation patterns 120 obtained by the method according to the invention.
  • FIG. 12 corresponds to a case where a conditioning number cond (G) equal to 14.28 is obtained, with a frequency step of 6 MHz, a number of frequencies equal to 5 for frequencies Fi included in the range 0.64 GHz and 1.36 GHz.
  • G conditioning number cond
  • the uncertainty on the vertical position of the source 103 is 5 mm and the uncertainty on the position of the walls 101, 102 is 1 cm.
  • Figure 13 shows a reference radiation pattern 120 and radiation patterns 120A, 120B and 120C obtained from point sampling using the method described above, but using different conditioning numbers.
  • diagram 120C with the lowest number of conditioning is closest to the reference diagram 120, while the diagram 120A with the highest number of conditioning is furthest from the reference diagram 120.
  • the diagram 120B is acceptable for some applications if the requested accuracy is limited.

Abstract

Le dispositif de mesure d'un diagramme de rayonnement d'une source radiative (103) de dimension linéaire maximale a émettant un rayonnement dans une gamme de fréquences Fi correspondant à une gamme de longueurs d'onde λi comprend des plaques (101, 102) réfléchissantes parallèles, orientées selon un axe longitudinal Y, entre lesquelles est disposée de façon centrale la source radiative (103). La distance d entre la source radiative (103) et chacune des plaques (101, 102) est supérieure ou égale à chacune des longueurs d'onde λί. Au moins une sonde (104) sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la source radiative (103) en champ lointain est également disposée entre les plaques (101, 102) à une distance DR de la source radiative (103), en étant décalée par rapport à la source radiative selon un axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y d'une valeur e supérieure ou égale à Ai/10. La distance DR est supérieure ou égale à 2a2λi. Un dispositif (105, 106) est prévu pour déplacer par pas la sonde (104) selon la direction transversale X. La sonde (104) est reliée à un analyseur de réseau vectoriel (111). Une unité de calcul (110) reçoit des données de l'analyseur de réseau vectoriel (111), commande le dispositif (105, 106) pour déplacer par pas la sonde (104) et acquiert à chaque pas les données de l'analyseur de réseau vectoriel (111) pour plusieurs fréquences Fi avec un pas de variation de fréquence ΔF.

Description

Procédé et dispositif de mesure de diagramme de rayonnement de source radiative en milieu échoaène
Domaine de l'invention
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de mesure d'un diagramme de rayonnement d'une source radiative en milieu échogène.
Art antérieur
Pour mesurer un diagramme de rayonnement d'une source rayonnante, qui peut être de type acoustique, électromagnétique ou optique, on peut exploiter le principe de réciprocité, c'est-à-dire que la source radiative peut être caractérisée en émission, mais peut aussi être utilisée comme récepteur sur lequel une onde plane est envoyée. Dans tous les cas, avec des techniques classiques, on cherche généralement à éviter la formation d'échos, sous peine de biaiser les mesures de diagramme de rayonnement.
En vue d'éviter à tout prix la présence d'échos considérés comme des signaux intempestifs perturbant les mesures, on effectue de façon classique des mesures de diagramme de rayonnement dans des chambres anéchoïques qui, par définition, permettent d'éviter la présence d'échos. Ces dispositifs sont constitués de mousses, souvent de forme pyramidale, dont le but est d'absorber les ondes incidentes. Ces chambres anéchoïques sont utilisées quelle que soit la nature du type d'onde, par exemple pour des ondes électromagnétiques ou des ondes acoustiques. Or, les mousses sont coûteuses et doivent être remplacées régulièrement, ce qui complique la maintenance.
Il existe aussi des travaux de mesure de diagrammes de rayonnement de source rayonnante dans le domaine des micro-ondes qui se déroulent en milieux échogènes et plus précisément en chambre réverbérante. La publication de Miguel Angel Garcia-Fernandez, David Carsenat & Cyril Decroze intitulée "Antenna Radiation Pattern Measurements in Réverbération Chamber Using Plane Wave Décomposition", parue dans IEEE Transactions on Antennas and propagation, Vol. 61, N°10, octobre 2013, propose une technique de mesure basée sur une succession de mesures dont la moyenne a pour but d'annuler l'effet des échos et d'isoler la partie directe associée au diagramme de rayonnement. Cette technique, qui est basée essentiellement sur des déplacements mécaniques, qui ralentissent les mesures, n'utilise pas les échos comme source d'information et de plus implique des installations assez volumineuses.
On a également proposé des techniques en milieux échogènes qui sont mises en oeuvre dans des chambres réverbérantes avec l'utilisation du retournement temporel. De telles techniques sont décrites par exemple dans l'article de Andréa Cozza et Abd el-Bassir Abou el-Aileh intitulé "Accurate Radiation pattern Measurements in a Time-Reversal Electromagnetic Chamber" paru dans IEEE antennas and propagation Magazine 52, 2, en 2010, pages 186-193 ou encore dans l'article de P. Meton, F. Monsef, A. Cozza, M. Lambert, J-C Joly, intitulé "Analysis of wavefront génération in a réverbération chamber for antenna measurements", paru en 2013 dans 7th European Conférence on Antennas and propagation. Ces techniques en milieux échogènes connues n'exploitent pas les informations portées par les échos, et remettent simplement ces échos en interférence constructive. Définition et objet de l'invention
La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités et à permettre d'effectuer de façon plus rapide et plus économique que les techniques connues, la mesure d'un diagramme de rayonnement d'une source radiative.
L'invention vise encore de façon plus particulière à réduire la taille des installations dans lesquelles les mesures de diagrammes de rayonnement sont effectuées.
L'invention vise également à obtenir ces résultats en s'affranchissant de la nécessité d'utiliser des matériaux coûteux et fragiles tels que des mousses absorbantes ou de réaliser de nombreux déplacements mécaniques.
Ces buts sont atteints, conformément à l'invention, grâce à un dispositif de mesure d'un diagramme de rayonnement d'une source radiative émettant un rayonnement dans une gamme de fréquences Fi prédéterminée correspondant à une gamme de longueurs d'onde Ai prédéterminée, la source radiative présentant une dimension linéaire maximale a, caractérisé en ce qu'il comprend des première et deuxième plaques réfléchissantes parallèles, orientées selon un axe longitudinal Y, créant un milieu échogène, entre lesquelles est disposée la source radiative, la distance entre la source radiative et chacune des première et deuxième plaques étant supérieure ou égale à chacune desdites longueurs d'onde Ai; au moins une sonde sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la source radiative en champ lointain, qui est également disposée entre les première et deuxième plaques à une distance DR de la source radiative, en étant décalée par rapport à la source radiative selon un axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y d'une valeur e supérieure ou égale à λί/10, la distance DR étant supérieure ou égale à 2a2/Ai; un analyseur de réseau vectoriel auquel est reliée la sonde et une unité de calcul adaptée pour recevoir des données de l'analyseur de réseau vectoriel, et acquérir à chaque pas les données de l'analyseur de réseau vectoriel pour plusieurs fréquences Fi avec un pas de variation de fréquence fixe ou variable AF.
La source radiative peut être disposée de façon centrale entre les première et deuxième plaques réfléchissantes parallèles.
Le dispositif de mesure peut en outre comprendre un dispositif pour déplacer par pas fixe ou variable la sonde selon la direction transversale X et dans ce cas, l'unité de calcul est adaptée pour commander le dispositif pour déplacer par pas la sonde selon la direction transversale.
Le dispositif pour déplacer par pas la sonde peut comprendre un rail de guidage et un moteur électrique.
Le dispositif de mesure selon l'invention peut en outre comprendre un dispositif de mise en rotation de la source radiative sur elle-même autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal Y.
Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif de mesure comprend une première sonde sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la source radiative en champ lointain, qui est disposée entre les première et deuxième plaques à une distance DR de la source radiative dans un premier sens, en étant décalée par rapport à la source radiative selon un axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y d'une valeur e supérieure ou égale à λί/10, la distance DR étant supérieure ou égale à 2a2/Ai; un premier dispositif pour déplacer par pas fixe ou variable la première sonde selon ladite direction transversale X ; une deuxième sonde sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la source radiative en champ lointain, qui est disposée entre les première et deuxième plaques à une distance DR de la source radiative dans un deuxième sens opposé au premier sens, en étant décalée par rapport à la source radiative selon un axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y d'une valeur e supérieure ou égale à λϊ/10, la distance DR étant supérieure ou égale à 2a2/Ai; un deuxième dispositif pour déplacer par pas fixe ou variable la deuxième sonde selon ladite direction transversale X ; les première et deuxième sondes étant reliées à l'analyseur de réseau vectoriel et l'unité de calcul étant adaptée pour recevoir des données de l'analyseur de réseau vectoriel, commander les premier et deuxième dispositifs pour déplacer par pas respectivement les première et deuxième sondes selon ladite direction transversale X et acquérir à chaque pas les données de l'analyseur de réseau vectoriel pour plusieurs fréquences Fi avec un pas de variation de fréquence fixe ou variable AF.
Les première et deuxième plaques réfléchissantes peuvent avantageusement être en un métal tel que du cuivre ou de l'aluminium.
La source radiative peut être de type acoustique, électromagnétique ou optique et dans ce cas, les première et deuxième plaques sont elles-mêmes respectivement acoustiquement, électriquement ou optiquement réfléchissantes.
Dans le cas où la source radiative est de type électromagnétique, la . fréquence minimale de la gamme de fréquences Fi prédéterminée peut être comprise de préférence entre 100 MHz et 60 GHz.
L'invention concerne également un procédé de mesure d'un diagramme de rayonnement d'une source radiative émettant un rayonnement dans une gamme de fréquences Fi prédéterminée correspondant à une gamme de longueurs d'onde Ai prédéterminée, la source radiative présentant une dimension linéaire maximale a, caractérisé en ce que a) on installe des première et deuxième plaques réfléchissantes parallèles, orientées selon un axe longitudinal Y, créant un milieu échogène, entre lesquelles on dispose la source radiative, la distance d entre la source radiative et chacune des première et deuxième plaques étant supérieure ou égale à chacune desdites longueurs d'onde Ai;
b) on installe au moins une sonde sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la source radiative en champ lointain, en disposant également cette sonde entre les première et deuxième plaques à une distance DR de la source radiative, en étant décalée par rapport à la source radiative selon un axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y d'une valeur e supérieure ou égale à λί/10, la distance DR étant supérieure ou égale à 2a2/Ai;
c) on détermine un pas de variation de fréquence AF fixe ou variable dans la gamme de fréquences Fi,
d) on établit une matrice de Green qui ne dépend que de la distance entre les première et deuxième plaques, de la position de la source radiative et de la position de la sonde,
e) on lance des mesures du champ électrique E par la sonde avec le pas de variation de fréquence AF,
f) on acquiert les valeurs mesurées du champ électrique E pour les différents pas de mesure, et
g) on en déduit à l'aide d'un calculateur un diagramme de rayonnement F en utilisant la matrice de Green.
Selon un mode particulier de réalisation, on peut disposer la source radiative de façon centrale entre les première et deuxième plaques réfléchissantes parallèles, orientées selon un axe longitudinal Y.
Selon un mode de réalisation particulier, à l'étape f), on acquiert des mesures du champ électrique E pour les différents pas de mesure à l'aide d'un analyseur de réseau vectoriel. Le procédé peut en outre comprendre les étapes selon lesquelles : h) on procède à un déplacement par pas de la sonde selon ladite direction transversale X, on réitère les étapes c) à g) à chaque déplacement par pas et
i) on procède à l'établissement d'un diagramme de rayonnement par entrelacement des solutions trouvées à la fin de chaque étape h).
Selon un mode particulier de réalisation, on applique en outre des techniques de régression permettant une inversion plus robuste du problème vis-à-vis du bruit.
La source radiative peut être de type électromagnétique et dans ce cas la fréquence minimale de la gamme de fréquences Fi prédéterminée est comprise entre 100 MHz et 60 GHz.
A titre d'exemple, le pas de variation de fréquence AF dans la gamme de fréquences Fi, peut être compris entre 1 et 10 MHz lorsque la fréquence centrale est de l'ordre du gigahertz.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- La Figure 1 représente une vue schématique d'une partie d'un dispositif de mesure de diagramme de rayonnement de source radiative en milieu échogène, conformément à l'invention,
- La Figure 2 représente une vue schématique plus globale d'un dispositif de mesure de diagramme de rayonnement de source radiative en milieu échogène, conformément à l'invention, avec la mise en œuvre de deux sondes de mesure, - La Figure 3 est un schéma correspondant à celui de la figure 1, dans lequel on a représenté des exemples d'ondes réfléchies par les plaques réfléchissantes du dispositif de mesure de diagramme de rayonnement de source radiative selon l'invention,
- La Figure 4 est un schéma correspondant à celui de la figure 3, dans lequel on montre des sources virtuelles correspondant aux différentes ondes réfléchies représentées sur la figure 3,
- La figure 4A est un exemple de diagramme de rayonnement obtenu avec la source radiative des Figures 3 et 4,
- La Figure 5 est un schéma correspondant à celui de la figure 1, dans lequel on a représenté des exemples d'ondes réfléchies par les plaques réfléchissantes du dispositif de mesure de diagramme de rayonnement de source radiative selon l'invention, mais la source radiative ayant subi une rotation sur elle-même,
- La Figure 6 est un schéma correspondant à celui de la figure 5, dans lequel on montre des sources virtuelles correspondant aux différentes ondes réfléchies représentées sur la figure 5,
- La Figure 6A est un exemple de diagramme de rayonnement obtenu avec la source radiative des Figures 5 et 6,
- La Figure 7 est un exemple de diagramme de rayonnement obtenu en faisant une synthèse des diagrammes des figures 4A et 6A,
- La Figure 8 est un schéma-bloc illustrant les différentes étapes d'un procédé de mesure de diagramme de rayonnement de source radiative en milieu échogène, conformément à l'invention,
- Les Figures 9 à 11 sont des courbes montrant l'évolution du nombre de conditionnement de la matrice de Green en fonction des pas de fréquence pour différents cas de mise en oeuvre de source radiative placée entre des plaques réfléchissantes, et - Les Figures 12 et 13 sont des exemples de diagrammes de rayonnement obtenus avec un procédé selon l'invention.
Description détaillée de modes de réalisation préférentiels
Une source rayonnante ou radiative 103, qui est représentée schématiquement par un triangle sur les figures 1 à 6, est caractérisable en champ lointain par son diagramme de rayonnement illustré par un contour 120 ou 320 dans les exemples donnés plus loin.
La source rayonnante 103 peut être de type acoustique, électromagnétique ou optique.
Dans la description détaillée de modes de réalisation on prendra plus spécifiquement en compte de façon non limitative le cas d'une source radiative 103 constituée par une antenne à rayonnement électromagnétique.
Selon l'invention, on utilise la source 103 en émission et on génère des échos intentionnels du signal émis pour reconstruire le diagramme de rayonnement 120 ou 320 de cette source, à partir de points de mesure 321 à 327, 331 à 337 (voir les figures 4A, 6A et 7).
Sur les dessins, on a représenté un petit nombre d'échos, inférieur à 10, pour des questions de clarté, mais ce nombre peut être de l'ordre de plusieurs dizaines ou plusieurs centaines, voire plus, selon les dimensions du dispositif de mesure ou du degré de faibles pertes dans les parois.
La génération des échos intentionnels est basée sur l'utilisation de plaques 101, 102 de matériau doté de propriétés réfléchissantes, formant des parois planes PI, P2 de préférence parallèles, sur lesquelles les ondes émises 1 à 7 ou l' à 7' (figures 3 à 6) sont réfléchies.
Les plaques 101, 102 peuvent ainsi être métalliques et réalisées en matériau tel que le cuivre ou l'aluminium. D'une manière générale, la nature du matériau des plaques 101, 102 est adaptée à la nature de la source radiative 103, afin que ces plaques 101, 102 soient réfléchissantes pour les rayonnements émis par cette source radiative 103.
Les échos proviennent originellement de signaux émis sur les côtés. Les amplitudes de ces signaux sont pondérées par le diagramme de rayonnement de la source, sous réserve d'un placement adéquat des plaques 101, 102 formant les parois réfléchissantes PI, P2. Le signal reçu pour caractériser le diagramme de rayonnement est issu d'un récepteur 104 placé à une distance de champ lointain de la source 103. Le récepteur 104 se trouve également placé entre les plaques 101, 102 (figures 1 et 2).
Le principe de mesure consiste à exploiter les échos et à en extraire l'information utile à la reconstruction du diagramme de rayonnement 120, 320. L'extraction de l'information nécessite d'effectuer une mesure avec une variation de fréquence avec un pas de fréquence AF, qui peut être fixe ou variable suivant le conditionnement de la matrice de Green et une gamme de fréquences qui sont choisis en fonction de la géométrie du problème et du bon conditionnement mathématique du problème. D'une manière générale, la technique de base est donc électronique et permet un gain substantiel de temps de mesure par rapport à des techniques classiques à base de déplacements mécaniques.
Il est à noter que l'émetteur, constitué par la source 103, et le récepteur 104 ne doivent pas être alignés face à face sous peine de mal conditionner le problème mathématique et de ne pouvoir inverser le problème pour reconstituer le diagramme de rayonnement.
Pour assurer l'absence de couplage entre la source 103 à caractériser et les parois réfléchissantes PI, P2, l'espacement D entre les plaques 101, 102 doit être choisi en fonction de la gamme de fréquences Fi (ou de la gamme correspondante de longueurs d'onde Ai) auxquelles la caractérisation est effectuée et également en fonction de la taille (plus grande dimension linéaire a) de la source 103 à caractériser.
Le dispositif de mesure selon l'invention comprend ainsi des première et deuxième plaques 101, 102 réfléchissantes parallèles, orientées selon un axe longitudinal Y, créant un milieu échogène, entre lesquelles est disposée de façon centrale la source radiative 103.
La distance d entre la source radiative 103 et chacune des plaques 101, 102 est supérieure ou égale à chacune des longueurs d'onde Ai correspondant à la gamme de fréquences de mesure Fi. La distance entre la source radiative 103 et la plaque 101 peut être différente de la distance entre la source radiative 103 et la plaque 102. Toutefois, selon un mode de réalisation particulier représenté sur les dessins, cette distance peut être la même et la source radiative 103 est alors disposée de façon centrale entre les première et deuxième plaques réfléchissantes parallèles.
La sonde réceptrice 104 doit être sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la source radiative 103 en champ lointain. La sonde 104 est disposée entre les plaques 101, 102 à une distance DR de la source radiative 103, en étant décalée par rapport à la source radiative selon un axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y d'une valeur ε supérieure ou égale à Ai/10, la distance DR (distance de Rayleigh) étant supérieure ou égale à 2a2/Ai , où a est la plus grande dimension linéaire de la source 103.
Un dispositif 105, 106 est prévu pour déplacer par pas, fixe ou variable, la sonde 104 selon la direction transversale X. Ce dispositif peut comprendre par exemple un rail de guidage 106 ou une crémaillère et un moteur électrique 105.
Le dispositif de mesure, représenté de façon plus complète sur la figure 2, comprend en outre un analyseur de réseau vectoriel 111, auquel est reliée la sonde 104, et une unité de calcul 110 adaptée pour recevoir des données de l'analyseur de réseau vectoriel 111, commander le dispositif 105, 106 pour déplacer par pas la sonde 104 selon la direction transversale X et acquérir à chaque pas les données de l'analyseur de réseau vectoriel 111 pour plusieurs fréquences Fi avec un pas de variation de fréquence fixe ou variable AF.
Selon un mode particulier de réalisation, représenté sur la figure 2, le dispositif de mesure comprend un bloc de mesure 100 avec, comme dans le cas du mode de réalisation de la figure 1, une première sonde 104 sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la source radiative 103 en champ lointain, qui est disposée entre les plaques 101, 102 à une distance DR de la source radiative 103 dans un premier sens, en étant décalée par rapport à la source radiative selon un axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y d'une valeur ε supérieure ou égale à Ai/10, la distance DR étant supérieure ou égale à 2a2/Ai. Un premier dispositif 105, 106 est prévu pour déplacer par pas fixe ou variable la première sonde 104 selon la direction transversale X.
Par ailleurs, selon ce mode de réalisation particulier, le bloc de mesure 100 du dispositif de mesure comprend une deuxième sonde 104' sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la même source radiative 103 en champ lointain, qui est disposée entre les plaques 101, 102 à une distance DR de la source radiative 103 dans un deuxième sens opposé au premier sens, en étant décalée par rapport à la source radiative selon l'axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y d'une valeur e supérieure ou égale à λί/10, la distance DR étant supérieure ou égale à 2a2/Ai. Un deuxième dispositif 105', 106' est prévu pour déplacer par pas fixe ou variable la deuxième sonde 104' selon la direction transversale X. la deuxième sonde 104' permet de détecter la partie arrière du diagramme de rayonnement de la source radiative 103. Les première et deuxième sondes 104, 104' du bloc de mesure 100 sont reliées à l'analyseur de réseau vectoriel 111 par des lignes 108, 108'. L'unité de calcul 110 est adaptée pour recevoir des données de l'analyseur de réseau vectoriel 111, par la ligne 109, pour commander, par les lignes 107, 107', les premier et deuxième dispositifs 105, 106 ; 105', 106' pour déplacer par pas respectivement les première et deuxième sondes 104, 104' selon la direction transversale X et pour acquérir à chaque pas les données de l'analyseur de réseau vectoriel 111 pour plusieurs fréquences Fi avec un pas de variation de fréquence fixe ou variable AF.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, qui peut être mis en œuvre avec une seule sonde 104 ou avec deux sondes 104, 104', mais qui sera décrit plus loin pour plus de clarté avec une seule sonde 104 en référence aux figures 5, 6 et 6A, le dispositif de mesure peut comprendre un dispositif de mise en rotation de la source radiative 103 sur elle-même autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal Y.
La Figure 3 montre schématiquement à titre d'exemple et de façon simplifiée une source radiative 103 ayant un diagramme de rayonnement 320 placée entre deux plaques réfléchissantes parallèles 101, 102, ainsi qu'une sonde réceptrice 104 placée également, de façon décalée par rapport à la source radiative 103, entre les plaques 101, 102, comme indiqué plus haut en référence aux figures 1 et 2. On a représenté sur la figure 3 quatre premiers rayons 1 à 4 émis par la source radiative 103 et réfléchis par les plaques 101, 102 pour atteindre la sonde réceptrice 104. D'autres rayons suivants émis par la source 103 ne sont pas représentés sur la figure 3 pour des raisons de clarté. Ce sont ces rayons réfléchis par les parois 101, 102 qui constituent des échos exploités dans le cadre de la présente invention.
Afin de mieux comprendre l'invention, on peut recourir au principe des images qui consiste à placer une source virtuelle, symétrique de la source réelle, en retirant la paroi réfléchissante. L'application de ce principe dans le placement présenté permet de se ramener à un problème équivalent où il n'y a plus de parois réfléchissantes avec une infinité de sources virtuelles de même diagramme de rayonnement. Le récepteur reçoit alors une superposition linéaire des signaux émis par ces sources.
La résolution de ce système linéaire suppose de pouvoir distinguer les phases des signaux émis. C'est pourquoi, sachant que ces signaux correspondent dans le cas présent aux échos intentionnels créés par les parois réfléchissantes PI, P2 des plaques 101, 102, la sonde réceptrice 104 est associée à un analyseur de réseau vectoriel 111 sensible non seulement à l'amplitude, mais également à la phase des signaux.
Le champ reçu par le récepteur 104 ne varie plus au-delà d'un nombre fini de sources virtuelles encore appelées sources images pour des parois réfléchissantes réelles PI, P2 des plaques 101, 102, car les pertes de ces parois ne sont jamais à 100% nulles. Cela se traduit par un coefficient de réflexion p proche de 1, mais restant inférieur à 1 (par exemple p = 0,99). Qualitativement, le fait de pouvoir considérer un nombre fini d'images se traduit par deux effets : d'une part, par l'éloignement croissant des sources images et d'autre part par l'intensité des signaux émis par les sources virtuelles qui est pondérée par pN pour la Nième image.
La résolution du système linéaire consiste ainsi à effectuer un balayage en fréquence où le nombre de fréquences équivaut au nombre d'images utiles.
La technique est limitée en résolution par le nombre d'images choisi, qui peut aller de quelques images à plusieurs centaines d'images, mais le caractère électronique du balayage en fréquence permet un gain de temps substantiel par rapport à des techniques classiques basées exclusivement sur des déplacements mécaniques de l'antenne (ou source radiative quelconque) sous test. Selon l'invention, on peut simplement combiner certains déplacements mécaniques constitués par une rotation de la source radiative 103 sur elle-même afin d'améliorer la résolution, mais l'essentiel des mesures est effectué électroniquement.
Si l'on se reporte à la figure 4 on voit à titre d'exemple sept images virtuelles d'une source 103 avec son diagramme de rayonnement 320 et les rayons 1 à 7 émis par ces sources virtuelles et reçus par la sonde réceptrice 104 après un plus ou moins grand nombre de réflexions sur les parois des plaques 101, 102. Chaque image ou source virtuelle permet de retrouver un point 321 à 327 du diagramme de rayonnement de la source réelle 103. La reconstitution du diagramme de rayonnement 320 de la source 103, représentée sur la figure 4A, sera ainsi d'autant plus précise que le nombre de points 321 à 327 sera important et bien réparti sur les lobes du diagramme de rayonnement.
Dans l'exemple des Figures 3 et 4, le rayon 1 est un rayon direct allant de la source 103 à la sonde 104, le rayon 2 a subi une seule réflexion sur la plaque 102, le rayon 3 a subi une première réflexion sur la plaque 101 puis une deuxième réflexion sur la plaque 102, le rayon 4 a subi une seule réflexion sur la plaque 101 et les rayons 5 à 7, non représentés sur la Figure 3, correspondent à d'autres images ou sources virtuelles plus éloignées qui permettent d'accroître la résolution.
La Figure 5 est analogue à la Figure 3, mais correspond à une rotation de la source 103 sur elle-même autour d'un axe parallèle aux plaques 101, 102, pour lui donner une position 103', ce qui modifie la position de son diagramme de rayonnement 320'.
Les rayons l' à 7' (dont seuls les rayons l' à 4' sont représentés sur la Figure 5) émis par la source 103' dans sa nouvelle position et reçus par la sonde réceptrice 104 positionnée comme dans le cas de la Figure 3, après un plus ou moins grand nombre de réflexions sur les parois des plaques 101, 102 restées dans la même position fixe, permettent de créer des images ou sources virtuelles représentées sur la Figure 6 avec chaque fois la définition d'un point 331 à 337 du diagramme de rayonnement 320 de la source 103, ce qui permet de reconstituer d'une autre manière ce diagramme de rayonnement 320 à partir des points 331 à 337 (voir la Figure 6A). Par fusion des images des Figures 4A et 6A, on obtient un diagramme de rayonnement 320 ayant une meilleure résolution, puisqu'il est reconstitué à partir à la fois des points 321 à 327 et des points 331 à 337 (voir la figure 7). Encore une fois le nombre d'images choisi (sept) est purement à titre illustratif et peut être très différent et beaucoup plus important, selon l'application envisagée. Par ailleurs, on a représenté sur les Figures 3 à 7, à titre d'exemple, un diagramme de rayonnement 320 avec un lobe principal et deux lobes secondaires, mais l'invention s'applique à des sources radiatives 103 pouvant présenter d'autres formes de diagrammes de rayonnement.
Dans le cas de l'exemple des Figures 3 à 7, on a considéré deux positions angulaires d'une antenne 103, la rotation de l'une à l'autre des positions se faisant sur le centre de phase de l'antenne.
Comme représenté sur la figure 4A, la première position de l'antenne 103 permet d'avoir certains points 321 à 327 du diagramme de rayonnement 320, mais comme on peut le constater sur la Figure 4A, les points d'échantillonnage se resserrent sur les côtés et, avec l'exemple représenté avec sept points d'échantillonnage, seuls deux points, à savoir les points 321 et 322 sont sur le lobe principal du diagramme de rayonnement 320.
En faisant tourner l'antenne 103 sur son centre de phase, et en renouvelant l'opération de mesure (Figures 5, 6, 6A), on obtient les mêmes échos que dans la configuration des Figures 3, 4, 4A, c'est-à-dire que les images ou sources virtuelles sont dans les mêmes positions, mais la pondération des échos change du fait de la rotation de l'antenne. Les points qui se resserraient sur les côtés échantillonnent mieux la zone utile. La Figure 6A montre l'échantillonnage du diagramme de rayonnement 320 avec des points 331 à 337, dont notamment, dans cet exemple, les points 333, 334, 336 sont sur le lobe principal du diagramme de rayonnement 320. Comme on peut le voir sur la Figure 7, un entrelacement des deux séries d'échantillonnages des Figures 4A et 6A permet d'augmenter le nombre de points dans la zone initialement déplétée. La rotation de la source 103 permet ainsi de mieux répartir les points échantillonnant le diagramme de rayonnement. Cette meilleure répartition des points permet d'appliquer des techniques de régression qui augmentent la robustesse du procédé.
Pour mieux comprendre l'invention, on donne ci-dessous quelques éléments de base du concept de mesure d'un diagramme de rayonnement d'antenne en champ lointain.
Tout d'abord, si a est la plus grande dimension linéaire d'une source radiative 103 et si Ai est une fréquence d'émission de l'antenne, on définit une distance DR entre la source 103 et une sonde de mesure 104, pour laquelle la distribution spatiale de l'énergie de rayonnement en champ lointain est indépendante de cette distance DR. cette distance DR doit être supérieure ou égale à la distance de Rayleigh, à savoir 2a2/Ai.
Dans ces conditions de choix de la distance DR, la source radiative à tester 103 est considérée comme une source ponctuelle et, dans le cas d'une antenne, le champ électrique E émis par cette antenne est donné par la formule suivante :
É(r) = G(r, w)F(e, <p) (1)
Où F(9,cp) est le diagramme de rayonnement, Θ et φ sont respectivement les angles en élévation et en azimut et G(r,o)) est la fonction de Green de l'espace libre qui est donnée sous sa forme générale en trois dimensions par la formule suivante :
G(r, w =— (2)
7 47ΓΓ
Si r est la distance séparant le point de mesure de l'antenne, la fonction de Green décrit la dépendance de l'amplitude par rapport à 1/r ainsi que la phase du champ qui, en plus de r, est une fonction de la fréquence de travail ω, où ω = k x c, k étant le nombre d'onde et c étant la vitesse de la lumière.
Dans le cas où l'on considère un espace en deux dimensions (2D) au lieu d'un espace à trois dimensions (3D), le champ décroit en r"1 2 et non plus en r"1.
Comme on l'a vu plus haut en référence aux exemples donnés, avec des plaques réfléchissantes parallèles 101, 102, et des conditions de travail en champ lointain, les images correspondant aux échos du rayonnement de la source radiative 103 donnent lieu chacune à un signal émis par une source virtuelle, toutes les sources virtuelles étant alignées avec la source radiative réelle. Chaque image contribue au champ mesuré par la sonde réceptrice 104, mais la contribution diminue avec l'éloignement de la source virtuelle par rapport à la sonde 104. C'est pourquoi on procède à une troncature en ne considérant qu'un nombre limité d'images.
On peut à titre d'exemple considérer un nombre total N, d'images qui peut être de quelques dizaines ou de quelques centaines, par exemple 600 images.
La mesure du champ E par la sonde 104 peut être exprimée par la formule suivante :
E(r, w =
Figure imgf000020_0001
(3) Où on effectue une sommation des contributions individuelles du nombre tronqué d'images, étant Taxe de polarisation.
Etant composé de N, inconnues, à savoir les N, images échantillonnées du diagramme de rayonnement, le système doit être ajusté de manière à avoir un nombre d'équations au moins égal à celui des inconnues. Un moyen efficace consiste à modifier les phases des différents fronts d'onde possibles en utilisant des variations de fréquence. La phase étant très sensible au changement de la fréquence de travail, on fait varier la fréquence de manière à utiliser Nf fréquences.
Pour résoudre le problème, il suffit que la condition Nf > N, soit remplie.
Dans ces conditions, le champ total peut être exprimé de la manière suivante :
~ËV = G F (4)
Où Ep est le champ total mesuré aux Nf fréquences, F est le vecteur du diagramme de rayonnement constitué des N, points formant les inconnues et G est une matrice f X N, qui contient les échantillons de la fonction de Green de l'espace libre.
Ainsi pour trouver F on procède à une inversion du problème défini dans l'équation ci-dessus donnant Ep.
Dans la mesure où il est préférable d'avoir Nf strictement supérieur à Ni, ce qui empêche une inversion simple de G pour trouver E, on peut calculer une pseudo-inverse qui correspond à la solution des moindres carrés et permet de trouver une solution optimale selon l'équation suivante :
F = Argmin-p \G F— (5)
Figure imgf000021_0001
La plage de fréquences située entre la fréquence minimale de travail et la fréquence maximale de travail doit être choisie en fonction du type de source radiative, car elle influe sur le diagramme de rayonnement. En général, on choisit cette plage de fréquences aussi étroite que possible. On doit ainsi choisir avec soin le pas de fréquences AF, c'est-à-dire l'écart entre deux fréquences de travail consécutives parmi un nombre total Nf de fréquences espacées linéairement ou à pas variable. On peut par exemple adopter un modèle à pas de fréquence constant, la fréquence de travail étant située au centre de la plage de fréquences, mais ceci ne constitue qu'un mode de réalisation possible.
Il convient par ailleurs de veiller à ce que la matrice G soit bien conditionnée, c'est-à-dire que cette matrice G ait un nombre de conditionnement aussi bas que possible.
Les positions de la source 103, de la sonde 104 et des plaques 101, 102 déterminent le jeu d'échos générés et par conséquent les échantillons correspondants de la fonction de Green de l'espace libre qui constituent la matrice G. Pour que la matrice G soit bien conditionnée, il convient notamment que la source 103 et la sonde 104 ne soient pas disposées face à face mais décalées selon l'axe X de la Figure 1.
On a représenté sur la figure 9 des courbes 51, 52, 53 donnant le nombre de conditionnement de la matrice de Green en fonction du pas de fréquence pour trois conditions différentes de positionnement relatif de la source 103 et de la sonde 104.
La courbe 53 montre un cas optimal où la source 103 et la sonde 104 sont décalées horizontalement selon l'axe X de la Figure 1. Dans ce cas, on voit qu'un nombre de conditionnement optimum, c'est-à-dire faible, est obtenu pour un pas de fréquence AF de l'ordre de 10 MHz.
Les courbes 51 et 52 correspondent aux cas où la source 103 et la sonde 104 se font face, la courbe 51 correspondant plus particulièrement au cas où la source 103 et la sonde 104 sont à équidistance des plaques 101 et 102. On voit que, même pour un pas de fréquence de l'ordre de 10 MHz, le nombre de conditionnement reste élevé.
Le conditionnement de la matrice G dépend également du nombre d'images N,, qui détermine le champ total devant être pris en compte ainsi que le nombre dé fréquences (ou longueurs d'onde correspondantes) à utiliser pour les mesures.
On a représenté sur la Figure 10 des courbes 54 et 55 montrant l'évolution du nombre de conditionnement de la matrice de Green en fonction du pas de fréquence AF respectivement pour un nombre N, égal à 18 et pour un nombre N, égal à 180. On voit que le nombre de conditionnement optimum est obtenu pour des pas de fréquence plus faibles si le nombre d'images augmente. Ainsi, avec la courbe 55 (N, égal à 180), on a un nombre de conditionnement optimisé dès un pas de fréquence de l'ordre de 1,4 MHz, tandis qu'avec la courbe 54 (N, égal à 18), on n'obtient un nombre de conditionnement optimisé qu'à un pas de fréquence de 10 MHz.
La Figure 11 montre des courbes 56, 57, 58 donnant le nombre de conditionnement de la matrice de Green en fonction du pas de fréquence pour différentes valeurs du nombre de fréquences Nf, à savoir respectivement le cas Nf = N,, le cas Nf = 2N, et le cas Nf = 4Nj.
On voit que le nombre de conditionnement peut être amélioré si l'on utilise un nombre de fréquences strictement supérieur au nombre d'images et que, si le nombre de fréquences est assez largement supérieur au nombre d'images (cas illustré sur la courbe 58), on peut même obtenir un nombre de conditionnement optimal avec un pas de fréquence relativement faible de 4 MHz. Naturellement, la limite supérieure pour le nombre de fréquences dépend à la fois du pas de fréquence utilisé et de la plage maximale de valeurs de fréquence dans laquelle la source radiative 103 peut fonctionner sans changer ses propriétés.
On décrira maintenant, en référence à l'organigramme de la Figure 8, un exemple de procédé de mise en œuvre de l'invention pour la mesure d'un diagramme de rayonnement d'une source radiative 103 présentant une dimension linéaire maximale a.
Dans une étape initiale 201, on identifie la gamme de fréquences Fi de la source radiative 103 à utiliser qui, dans cet exemple, est constituée par une antenne.
Dans une étape 202, on déduit les longueurs d'onde Ai correspondant aux fréquences fi.
Dans une étape 203, on installe des première et deuxième plaques 101, 102 réfléchissantes parallèles, orientées selon un axe longitudinal Y, créant un milieu échogène, entre lesquelles on dispose, de préférence de façon centrale, la source radiative 103, la distance d entre la source radiative 103 et chacune des plaques 101, 102 étant supérieure ou égale à chacune des longueurs d'onde Ai, et on installe au moins une sonde 104 sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la source radiative 103 en champ lointain, en disposant également cette sonde 104 entre les première et deuxième plaques 101, 102 à une distance DR de la source radiative 103, la distance DR étant supérieure ou égale à 2a2/Ai, où a est la dimension linéaire maximale de l'antenne 103. On détermine également la distance D entre les deux plaques réfléchissantes 101, 102, à partir des valeurs d de l'espacement entre l'antenne 103 et les plaques 101, 102 et de la largeur e de l'antenne 103 suivant un axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y, selon la formule D = e + 2d.
Dans une étape 204, on positionne la sonde 104 dans une position décalée par rapport à la source radiative 103 selon l'axe transversal X d'une valeur e supérieure ou égale à Ai/10. Il s'agit au départ d'une première position de la sonde 104, puis, après différentes itérations de nouvelles positions.
Dans une étape 205, on détermine un pas de variation de fréquence AF dans la gamme de fréquences Fi, les différentes fréquences étant utilisées afin que les échos aient des retards différents.
Dans une étape 206 on établit une matrice de Green qui ne dépend que des dimensions du système, à savoir la distance D entre les plaques 101 et 102, la position de la source radiative 103 et la position de la sonde 104.
Dans une étape 207, on lance des mesures du champ électrique E par la sonde 104 avec le pas de variation de fréquence AF. Ce pas en fréquence n'est pas nécessairement fixe, c'est-à-dire que les fréquences utiles ne sont pas nécessairement équidistantes.
Dans une étape 208, on acquiert à l'aide d'un analyseur de réseau vectoriel 111 les valeurs mesurées du champ électrique E pour les différents pas de mesure.
Dans une étape 209, on en déduit à l'aide d'un calculateur 110 un diagramme de rayonnement F en utilisant la matrice de Green, ce qui correspond à une inversion du problème.
Dans une étape 210, on effectue un test pour savoir si l'échantillonnage spatial est fini. Si ce n'est pas le cas, on procède à un déplacement par pas de la sonde 104 selon la direction transversale X, et on réitère les étapes 204 à 210 et si le test de l'étape 210 révèle que l'échantillonnage spatial est fini, on passe à une étape finale 211.
Dans l'étape 211, on procède à l'établissement d'un diagramme de rayonnement par entrelacement des solutions trouvées à la fin de chaque étape 209 précédente. Dans une étape supplémentaire optionnelle, on peut appliquer des techniques de régression permettant une inversion plus robuste du problème vis-à-vis du bruit.
Si l'on utilise deux sondes 104, 104' comme selon le mode de réalisation de la Figure 2, on procède de la même manière pour chacune des deux sondes.
Si la source 103 est soumise à une rotation comme selon le mode de réalisation des figures 5 et 6, on procède de la même manière pour chacune des positions angulaires de la source 103, et on procède simplement à un entrelacement final des solutions pour obtenir un résultat tel que celui illustré sur la Figure 7.
La fréquence minimale de la gamme de fréquences Fi prédéterminée est fonction du type de source radiative 103 à analyser.
Dans le cas d'une source radiative 103 de type électromagnétique, cette fréquence minimale peut être comprise typiquement entre 100 MHz et 60 GHz.
Le pas de variation de fréquence AF dans la gamme de fréquences Fi, peut être compris typiquement entre 1 et 10 MHz lorsque la fréquence centrale est de l'ordre du gigahertz.
Dans le cas d'une source radiative 103 de type optique, la fréquence minimale peut aller bien au-delà des valeurs indiquées dans le cas d'une source radiative de type électromagnétique, ce qui correspond à des longueurs d'onde plus petites et par suite permet de réaliser un dispositif encore de plus petite taille.
Dans le cas d'une source radiative de type acoustique, la gamme de fréquences Fi peut se situer dans la gamme des kHz, mais les longueurs d'onde sont du même ordre qu'en micro-onde, d'où une taille du dispositif qui peut être du même ordre et peut ainsi être bien plus réduite que dans les dispositifs de l'art antérieur. On a représenté sur les figures 12 et 13 des exemples de diagrammes de rayonnement 120 obtenus par le procédé selon l'invention.
La figure 12 correspond à un cas où l'on obtient un nombre de conditionnement cond(G) égal à 14,28, avec un pas de fréquence de 6 MHz, un nombre de fréquences égal à 5 pour des fréquences Fi comprises dans la plage 0,64 GHz et 1,36 GHz. L'incertitude sur la position verticale de la source 103 est de 5 mm et l'incertitude sur la position des parois 101, 102 est de 1 cm.
La Figure 13 montre un diagramme de rayonnement de référence 120 et des diagrammes de rayonnement 120A, 120B et 120C obtenus à partir d'un échantillonnage de points en mettant en oeuvre le procédé décrit plus haut, mais en utilisant des nombres de conditionnement différents.
Le diagramme 120A est obtenu avec cond(G) = 8210.
Le diagramme 120B est obtenu avec cond(G) = 36,83.
Le diagramme 120C est obtenu avec cond(G) = 13,02.
On voit clairement que le diagramme 120C avec le nombre de conditionnement le plus faible est au plus près du diagramme de référence 120, tandis que le diagramme 120A avec le nombre de conditionnement le plus élevé est le plus éloigné du diagramme de référence 120. Le diagramme 120B est acceptable pour certaines applications si la précision demandée est limitée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de mesure d'un diagramme de rayonnement d'une source radiative (103) émettant un rayonnement dans une gamme de fréquences
Fi prédéterminée correspondant à une gamme de longueurs d'onde Ai prédéterminée, la source radiative (103) présentant une dimension linéaire maximale a, caractérisé en ce qu'il comprend des première et deuxième plaques (101, 102) réfléchissantes parallèles, orientées selon un axe longitudinal Y, créant un milieu échogène, entre lesquelles est disposée la source radiative (103), la distance entre la source radiative (103) et chacune des première et deuxième plaques (101, 102) étant supérieure ou égale à chacune desdites longueurs d'onde Ai; au moins une sonde (104) sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la source radiative (103) en champ lointain, qui est également disposée entre les première et deuxième plaques (101, 102) à une distance DR de la source radiative (103), en étant décalée par rapport à la source radiative selon un axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y d'une valeur e supérieure ou égale à Ai/10, la distance DR étant supérieure ou égale à 2a2/Ai; un analyseur de réseau vectoriel (111) auquel est reliée la sonde (104) et une unité de calcul (110) adaptée pour recevoir des données de l'analyseur de réseau vectoriel (111) et acquérir à chaque pas les données de l'analyseur de réseau vectoriel (111) pour plusieurs fréquences Fi avec un pas de variation de fréquence fixe ou variable AF.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source radiative (103) est disposée de façon centrale entre les première et deuxième plaques (101, 102) réfléchissantes parallèles.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif (105, 106) pour déplacer par pas fixe ou variable la sonde (104) selon ladite direction transversale X et en ce que l'unité de calcul (110) est adaptée pour commander le dispositif (105, 106) pour déplacer par pas ladite sonde (104) selon ladite direction transversale X,
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif (105, 106) pour déplacer par pas la sonde (104) comprend un rail de guidage (106) et un moteur électrique (105).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de mise en rotation de la source radiative (103) sur elle-même autour d'un axe parallèle audit axe longitudinal Y.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une première sonde (104) sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la source radiative (103) en champ lointain, qui est disposée entre les première et deuxième plaques (101, 102) à une distance DR de la source radiative (103) dans un premier sens, en étant décalée par rapport à la source radiative selon un axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y d'une valeur e supérieure ou égale à λϊ/10, la distance DR étant supérieure ou égale à 2a2/Ai; un premier dispositif (105, 106) pour déplacer par pas fixe ou variable la première sonde (104) selon ladite direction transversale X ; une deuxième sonde (1040 sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la source radiative (103) en champ lointain, qui est disposée entre les première et deuxième plaques (101, 102) à une distance DR de la source radiative (103) dans un deuxième sens opposé au premier sens, en étant décalée par rapport à la source radiative selon un axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y d'une valeur e supérieure ou égale à λί/10, la distance DR étant supérieure ou égale à 2a2/Ai; un deuxième dispositif (105', 1060 pour déplacer par pas la deuxième sonde (1040 selon ladite direction transversale X ; les première et deuxième sondes (104, 1040 étant reliées audit analyseur de réseau vectoriel (111) et l'unité de calcul (110) étant adaptée pour recevoir des données de l'analyseur de réseau vectoriel (111), pour commander les premier et deuxième dispositifs (105, 106 ; 105', 1060 pour déplacer par pas fixe ou variable respectivement les première et deuxième sondes (104, 1040 selon ladite direction transversale X et acquérir à chaque pas les données de l'analyseur de réseau vectoriel (111) pour plusieurs fréquences Fi avec un pas de variation de fréquence fixe ou variable AF.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les première et deuxième plaques (101, 102) sont en un métal tel que du cuivre ou de l'aluminium.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la source radiative (103) est de type acoustique, électromagnétique ou optique et en ce que les première et deuxième plaques (101, 102) sont elles-mêmes acoustiquement, électriquement ou optiquement réfléchissantes.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la source radiative (103) est de type électromagnétique et la fréquence minimale de la gamme de fréquences Fi prédéterminée est comprise entre 100 MHz et 60 GHz.
10. Procédé de mesure d'un diagramme de rayonnement d'une source radiative (103) émettant un rayonnement dans une gamme de fréquences Fi prédéterminée correspondant à une gamme de longueurs d'onde Ai prédéterminée, la source radiative (103) présentant une dimension linéaire maximale a, caractérisé en ce que
a) on installe des première et deuxième plaques (101, 102) réfléchissantes parallèles, orientées selon un axe longitudinal Y, créant un milieu échogène, entre lesquelles on dispose la source radiative (103), la distance entre la source radiative (103) et chacune des première et deuxième plaques (101, 102) étant supérieure ou égale à chacune desdites longueurs d'onde Ai;
b) on installe au moins une sonde (104) sensible à l'amplitude et à la phase du rayonnement de la source radiative (103) en champ lointain, en disposant également cette sonde (104) entre les première et deuxième plaques (101, 102) à une distance DR de la source radiative (103), en étant décalée par rapport à la source radiative selon un axe transversal X perpendiculaire à l'axe longitudinal Y d'une valeur ε supérieure ou égale à Ai/10, la distance DR étant supérieure ou égale à 2a2/Ai;
c) on détermine un pas de variation de fréquence AF dans la gamme de fréquences Fi,
d) on établit une matrice de Green, qui ne dépend que de la distance entre les première et deuxième plaques (101, 102), de la position de la source radiative (103) et de la position de la sonde (104),
e) on lance des mesures du champ électrique E par la sonde (104) avec le pas de variation de fréquence AF,
f) on acquiert les valeurs mesurées du champ électrique E pour les différents pas de mesure, et g) on en déduit à l'aide d'un calculateur (110) un diagramme de rayonnement F en utilisant la matrice de Green.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on dispose la source radiative (103) de façon centrale entre les première et deuxième plaques (101, 102) réfléchissantes parallèles, orientées selon un axe longitudinal Y.
12. procédé selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que à l'étape f), on acquiert des mesures du champ électrique E pour les différents pas de mesure à l'aide d'un analyseur de réseau vectoriel (111).
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes selon lesquelles : h) on procède à un déplacement par pas de la sonde (104) selon ladite direction transversale X, on réitère les étapes c) à g) à chaque déplacement par pas et
i) on procède à l'établissement d'un diagramme de rayonnement par entrelacement des solutions trouvées à la fin de chaque étape h).
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant à appliquer en outre des techniques de régression.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que la source radiative (103) est de type électromagnétique et en ce que la fréquence minimale de la gamme de fréquences Fi prédéterminée est comprise entre 100 MHz et 60 GHz.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le pas de variation de fréquence AF dans la gamme de fréquences Fi, est compris entre 1 et 10 MHz.
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