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Diffusion de Rayleigh versus Mie

Rayleigh
Mie
Optique
A
B

Figure 1 : Diffusion selon le rapport de diamètre de la cible versus la longueur d'onde.

Region de
Rayleigh
Region de Mie
Domaine
Optique
A
B

Figure 1 : Diffusion selon le rapport de diamètre de la cible versus la longueur d'onde.

Diffusion de Rayleigh versus Mie

La figure 1 montre les différents domaines d’application de la formule du calcul de la surface équivalente radar d’une sphère.

Le domaine optique (« champ éloigné ») s’applique quand (2π·r / λ) >10, où r est le rayon de la sphère et λ la longueur d’onde utilisée. Dans ce domaine, la cible est beaucoup plus grande que la longueur d’onde utilisée et la surface équivalente radar devient indépendante celle-ci. La surface équivalente radar (σ) est alors une constante égale à π·r2.

La section centrale est appelée la région de Mie, ou domaine de résonnance, et représente la région où la longueur d’onde utilisée est près des dimensions de la cible. La section équivalente y est limitée par l’onde rampante, l'onde qui est diffusée autour de la sphère de surface 2π·r. La plus large perturbation positive de σ (point A) est 4 fois plus grande que celle de la formule utilisée pour le domaine optique. S’en suit une série de minima et maxima dont celui en B est 0,26 fois la valeur du domaine optique. En exemple, en utilisant une sphère de un mètre de diamètre, les perturbations débutent à la fréquence de 95 MHz. Une fréquence supérieure à 950 MHz donnera le résultat prédit du domaine optique.

Si la longueur d’onde est beaucoup plus grande que le rayon des cibles, l’intensité de la réflexion sphérique est plus petite que dans le domaine optique. Cette zone du diagramme est appelée diffusion de Rayleigh. La section efficace (σ) radar y est égale à π·r2 · 7,11 · ( 2π·r / λ )4. C’est le domaine utilisé dans les radars météorologiques car l’intensité de la rétrodiffusion y est proportionnel au diamètre des gouttes de pluie et donc au taux de précipitations.

Dans le cas de la défense et du contrôle aérien, la diffusion de Mie se produit jusqu’aux fréquences inférieures de la bande L. Quand la fréquence dépasse 1 GHz, la surface équivalente suit les lois du domaine optique.