Modèle large bande de matériaux composites dans la méthode FDTD conforme pour le calcul de la Surface Equivalente Radar

Discipline

Electronique, microelectronique, optique et lasers, optoelectronique microondes robotique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

FDTD conforme, SER, Métamatériaux, SIBC, Structures périodique

Mots-clés

Métamatériaux - Modèles mathématiques,

Différences finies,

Analyse temporelle,

Surface équivalente radar

Les métamatériaux sont des structures tridimensionnelles complexes généralement périodiques. Ils possèdent des propriétés électromagnétiques qu’on ne retrouve pas dans un matériau classique. Ces matériaux peuvent être appliqués sur une cible en vue de diminuer sa surface équivalente radar (SER) et ainsi de la rendre furtive. La méthode des différences finies dans le domaine temporel (FDTD) est bien adaptée pour simuler le métamatériau et la cible recouverte de ce même matériau, en raison de son efficacité et son caractère large bande. La dimension du métamatériau étant très petite devant celle de la cible, il faut résoudre un problème multi-échelle difficile à traiter numériquement. Cette thèse propose donc d’appliquer le métamatériau comme condition aux limites équivalente via la formule de Leontovich. Le modèle tient compte de la polarisation et de l’incidence de l’onde plane. Pour construire le modèle en impédance de surface, un motif du métamatériau est modélisé avec des conditions de périodicité. Le schéma Spectral FDTD est retenu pour plusieurs raisons. D’une part, les modèles existants s’adaptent sans difficulté à cette méthode. D’autre part, la condition de stabilité CFL n’est pas restrictive et est celle du schéma standard de Yee. En outre, cette thèse propose de coupler le schéma avec la technique d’extrapolation du signal TD-VFz pour améliorer la précision de la réponse spectrale. Ce schéma original combiné nous a permis de calculer les impédances de surface d’absorbants complexes de la littérature. Enfin, une modélisation FDTD conforme de la cible est proposée afin de prendre en compte correctement sa géométrie curviligne qui n’est plus approchée par un maillage cartésien avec des marches d’escalier. L’approche est validée pour une plaque inclinée et un cube désaxé accueillant une métasurface.