Dissertationen zum Thema „Onde de fuite“

Le rayonnement de l'harmonique cinq de la frequence (f=2,45 ghz) utilisee dans de nombreux dispositifs industriels micro-onde et en particulier dans le four domestique, se situe dans la plage des emissions t. V. Par satellites. Ce rayonnement peut, dans certains cas, interferer avec les recepteurs radioelectriques et degrader la qualite ou meme le fonctionnement des equipements qui se trouvent dans leur environnement proche, ou meme relativement eloigne. Il est donc important de pouvoir localiser les sources de rayonnement parasite du four. L'objectif de notre etude est d'evaluer le courant de fuite du cinquieme harmonique d'un four micro-onde domestique. Ce courant de fuite est reconstitue a partir des mesures du champ diffracte par le four. La methode de mesure du champ diffracte utilise les techniques de l'holographie micro-ondes. Un dispositif automatique enregistre point par point la somme et la difference du champ electrique diffracte et du champ de reference et le banc de mesures a ete teste par des reconstitutions d'images sur des objets simples. La reconstitution du courant de fuite utilise une methode analytique basee sur l'analyse spectrale du champ diffracte. La methode des reconstitutions d'images a ete validee sur des objets simples. La reconstitution montre que les champs sont rayonnes par le joint de porte et par les parois, et que ce rayonnement peut etre varier en fonction de l'excitation

Dans ce travail, nous nous intéressons au développement de nouvelles fonctions radiofréquences basée sur des Antennes à Onde de Fuite (AOF) de type composite main gauche/droite (CRLH en anglais). La première partie de la thèse concerne la modélisation circuit et la conception automatique d’AOF CRLH. Nous avons prouvé que le modèle classique décrivant des capacités interdigitées devait être complété, ce que nous avons fait. Nous avons aussi développé un outil semi-automatique d’aide à la conception d’une cellule CRLH en technologie microruban. Ensuite, nous avons développé une méthode entièrement automatique de conception de lignes CRLH que nous avons appliquée à la conception d’une AOF CRLH non uniforme afin de minimiser les lobes secondaires. La troisième partie porte sur la conception d’une AOF électronique permettant un balayage spatial à fréquence fixe tout en conservant l’adaptation. La quatrième partie est dévouée à l’utilisation des AOF CRLH dans un réseau circulaire plan pour des applications de focalisation
This work deals with the study of new radiofrequency applications based on the Composite Right/Left Handed (CRLH) Leaky-Wave Antenna (LWA). In the first part, we introduce the LWA and the CRLH theory. In the second part, circuit modelisation and automate design of CRLH strucutures are presented. We proved that the classical circuit model of interdigital capacitors needed to be completed and improved. We also developed a semi-automated tool for the synthesis and the analysis of a micro-strip CRLH unit cell. Afterword, a first fully automated approach to design CRLH transmission lines is presented. We used this approach to reduce the side lobes level of a non uniform CRLH LWA. The third part is devoted to the design of an electronic CRLH LWA using a double tuning to scan at constant frequency without mismatching. The subject of the fourth part is the use of phased antenna array for focalisation applications. Finally, a novel use of CRLH LWA in a phased antenna array is presented

Le rayonnement de l'harmonique cinq de la frequence (f=2. 45 ghz) utilisee dans de nombreux dispositifs industriels micro-onde et en particulier dans le four domestique, se situe dans la plage des emissions t. V. Par satellites. Ce rayonnement peu, dans certains cas, interferer avec les recepteurs radioelectriques et degrader la qualite ou meme le fonctionnement des equipements qui se trouvent dans leur environnement proche, ou meme relativement eloigne. Il est donc important de pouvoir localiser les sources de rayonnement parasite du four. L'objectif de notre etude est d'evaluer le courant de fuite du cinquieme harmonique d'un four micro-onde domestique. Ce courant de fuite est reconstitue a partir des mesures du champ diffracte par le four. La methode de mesure du champ diffracte utilise les techniques de l'holographie micro-ondes. Un dispositif automatique enregistre point par point la somme et la difference du champ electrique diffracte et du champ de reference et le banc de mesures a ete teste par des reconstitutions d'images sur des objets simples. La reconstitution du courant de fuite utilise une methode analytique basee sur l'analyse spectrale du champ diffracte. La methode des reconstitutions d'images a ete validee sur des objets simples. La reconstitution montre que les champs sont rayonnes par le joint de porte et par les parois, et que ce rayonnement varie en fonction de l'excitation

Les antennes dielectriques a ondes de fuite sont etudiees avec une methode variationnelle. Cette analyse en modes hybrides repose sur un modele ou la largeur finie de ces antennes est prise en compte. La validation du programme realise, les resultats numeriques obtenus ont permis de montrer l'influence des effets de bords sur les caracteristiques de rayonnement. L'association en reseau de ces antennes dispersives permet d'ameliorer leurs performances de facon sensible. La realisation d'une antenne reseau composee de huit guides dielectriques a ondes de fuite alimentes par un dispositif en structure planaire est decrite. Les resultats obtenus permettent d'envisager l'utilisation de ce type d'antenne dans les systemes radar et de communications mobiles

Le XXIème siècle est devenu l'ère la plus exigeante en termes d'information. Dans ce contexte, les télécommunications satellitaires doivent constamment s'adapter pour devenir plus performantes et être en mesure de fournir une grande quantité d'informations via la propagation des ondes électromagnétique de la manière la plus optimale. En effet, la conception d'antennes pouvant focaliser le rayonnement (ou bien suivre les trajectoires des systèmes communicants) avec une très bonne efficacité, sans beaucoup de pertes et pour un faible coût, fait l’objet d’une demande de la part des opérateurs dans beaucoup de laboratoires à travers le monde. Les antennes à métasurface tensorielle modulées s'avèrent une solution potentielle à ces demandes technologiques. Ces antennes sont basées sur l’utilisation de surfaces sur lesquelles sont imprimées des motifs de type métamatériaux. Ces antennes par leur souplesse de conception donnent la possibilité de contrôler le rayonnement grâce au design des éléments unitaires composant la métasurface. Une antenne à ouverture est réalisée de façon à favoriser la transformation d’une onde de surface en onde de fuite. Pour cela, l’antenne est alimentée de façon à exciter des ondes de surfaces qui se propageront à l’interface entre un substrat diélectrique et l’air. Ces ondes de surface excitées induiront des courants surfaciques sur les éléments de la métasurface, qui sont « vus » par ces ondes surfaciques comme une impédance à valeurs variables dépendant de la géométrie et de la périodicité des motifs. Pour fonctionner, ce principe requiert une modulation spatiale sinusoïdale de la surface. Si certaines conditions limites sont satisfaites, l’antenne rayonne dans une direction fixée. Ces conditions sont déterminées grâce à la technique de l’holographie, qui établit une relation entre les propriétés électromagnétiques de l’onde de surface (phase) et celles de l’onde de fuite (onde souhaitée). Des résultats intéressants de recherche ont été obtenus dans les dernières années en suivant ce design d'antenne. Quelques optimizations sont encore nécessaires pour améliorer ces antennes à métasurface. Cette thèse s’inscrit dans ce projet de recherche, et trois propriétés seront investiguées: • L’efficacité en puissance de l'alimentation • La polarisation • L’élargissement de la bande fréquentielle. On évoquera les raisons pour lesquelles ces propriétés sont importantes et l’on présentera, pour chacun de ces problèmes, une solution. Cette solution sera étudiée en détail, modélisée et expérimentalement testée/validée
The XXI century has become the most information-consuming/demanding society era. In this context, satellites’ communications must develop more accurate and new technologies capable to provide a huge amount of electromagnetic energy to citizens in an optimum way. Indeed, conceiving antennas that can focus on a determined target (and even follow this target) with a high-efficiency gain, not many losses, and a low-cost profile, is still a challenging area of research among many scientific laboratories in the world. Modulated tensorial metasurface antennas are an interesting solution to these technological requirements. They are based on metamaterials, which provide the possibility to control the desired aperture beam by manipulating their unit cell elements components. An aperture antenna (a desired radiated beam with some technical criteria such as high gain or large bandwidth) is achieved following the physical mechanism of surface wave / leaky wave transformation: whenever the antenna is switched on, surface waves will be appear at the interface. These excited surface waves will be traveling through the substrate medium, interacting with the elements composing the metasurface. These elements will possess different impedances, which depends on the geometry design. This principle requires modulation of the metasurface to 'convert' the surface wave into a desired leaky wave. This is achieved by placing a sinusoidally-modulated surface on the top of a grounded dielectric (patch-like support). If certain electromagnetic conditions are satisfied, leaky waves could be generated and a beam will be radiated away from the surface. Applying holographic techniques, a relation between the phase of the desired radiated field distribution and the phase of the incident surface waves can be established. Interesting results have been achieved following this design procedure. Some improvements in the design process are still required. Metasurface antennas need to achieve greater frequency bandwidth and more stable radiated beams. This thesis is a continuation of the research conducted at L2E/GeePs (Centralesupelec). Three main features will be reviewed: • Power efficiency • Polarization • Bandwidth. Issues concerning these properties will be explained, and for one of each, a solution will be proposed, investigated, tested, and validated

Ce travail concerne l'etude des antennes micro-rubans a ondes de fuite (aof), en vue de l'obtention des caracteristiques de rayonnement et de balayage, pour leur utilisation dans des reseaux bidimensionnels. D'une maniere generale, nous proposons un modele de guide d'ondes pour caracteriser les differentes formes de ces antennes. La methode de galerkin est utilisee comme methode de resolution. Le champ lointain est obtenu a partir du champ proche par transformee de fourier. Dans une premiere partie, une analyse bidimensionnelle des antennes a ondes de fuite uniforme et non uniforme est presentee. La confrontation des caracteristiques de rayonnement theoriques et experimentales en bande x et ku pour une antenne uniforme se revele satisfaisante. Dans la deuxieme partie est presentee l'etude tridimensionnelle des aof a patch periodique simples et couplees. L'effet de la variation d'epaisseur d'un gap d'air introduit dans la structure sur la direction du lobe principal permet de concevoir un balayage electronique a frequence constante. Dans la troisieme partie, un modele de guide d'ondes equivalent defini a partir de l'analyse tridimensionnelle permet de remplacer efficacement cette derniere par une analyse bidimensionnelle qui reduit considerablement le temps de calcul

Nous proposons dans cette thèse l‘étude et la conception d‘une antenne plasma à ondes de fuite reconfigurable, en tirant profit du caractère accordable de la permittivité des décharges plasma par la puissance. La reconfigurabilité de l‘antenne fonctionnant à fréquence fixe consiste au contrôle de la direction de rayonnement par la densité électronique du plasma, elle-même commandée par la puissance d‘une source plasma radiofréquence externe fonctionnant à 13.56 MHz. Le travail s‘organise en trois parties. Dans un premier temps, nous développons un modèle théorique pour étudier les ondes de fuite dans une configuration canonique 2D. Ce modèle permet de dimensionner les paramètres de l‘antenne : permittivité, épaisseur et longueur du plasma. Des simulations avec un logiciel de simulation permettent de valider ce modèle. Nous réalisons dans ce travail le dimensionnement d‘une antenne fonctionnant à 10 GHz. Le balayage angulaire du rayonnement d‘une soixantaine de degrés obtenu avec cette antenne nécessite une densité électronique du plasma allant jusqu‘à . La deuxième partie du travail concerne l‘aspect plasma. Nous choisissons tout d‘abord une source plasma radiofréquence à couplage inductif pour notre antenne car répond aux critères fixés par le dimensionnement. Nous passons ensuite à la réalisation expérimentale de ce type de plasma ce qui nous permet de vérifier ces critères. Enfin, nous passons aux conditions expérimentales avec des simulations de l‘antenne en 3D. Nous réalisons ensuite un prototype de l‘antenne.

Nous proposons dans cette thèse l'étude et la conception d'une antenne plasma à onde de fuite reconfigurable, en tirant profit du caractère accordable de la permittivité des décharges plasma par la puissance. La reconfigurabilité de l'antenne fonctionnant à fréquence fixe consiste au contrôle de la direction de rayonnement par la densité électronique du plasma, elle-même commandée par la puissance d'une source plasma radiofréquence externe fonctionnant à 13. 56 MHz. Le travail s'organise en trois parties. Dans un premier temps, nous développons un modèle théorique pour étudier les ondes de fuite dans une configuration canonique 2D. Ce modèle permet de dimensionner les paramètres de l'antenne : permittivité, épaisseur et longueur du plasma. Des simulations avec un logiciel de simulation permettent de valider ce modèle. Nous réalisons dans ce travail le dimensionnement d'une antenne fonctionnant à 10 GHz. Le balayage angulaire du rayonnement d'une soixantaine de degrés obtenu avec cette antenne nécessite une densité électronique du plasma allant jusqu'à. La deuxième partie du travail concerne l'aspect plasma. Nous choisissons tout d'abord une source plasma radiofréquence à couplage inductif pour notre antenne car répond aux critères fixés par le dimensionnement. Nous passons ensuite à la réalisation expérimentale de ce type de plasma ce qui nous permet de vérifier ces critères. Enfin, nous passons aux conditions expérimentales avec des simulations de l'antenne en 3D. Nous réalisons ensuite un prototype de l'antenne
In this work, a beam scanning leaky-wave antenna working at a fixed operating frequency and constructed from a grounded plasma layer is proposed. The radiation angle can be tuned by the plasma electron density which is controlled by the power. A 2D theoretical model based on a canonical structure is proposed to study the leaky waves. The antenna parameters (plasma thickness, length and permittivity) are dimensioned using this theoretical model, at 10 GHz, and a microwave source is chosen to excite the antenna. The scanning range of about 60° needs a plasma reaching an electron density of. In a second step an inductively coupled plasma source is chosen since it meets the dimensioning requirements. The measurements of the plasma parameters confirm the requirements. Finally, the antenna prototype is designed

Dans ce rapport, une méthode pour l'implémentation de distributions de champ arbitraires utilisant des metasurfaces tensorielles est présentée. Les metasurfaces modulées sinusoïdalement sont utilisées afin de générer des ondes de fuite avec un contrôle de l'amplitude et de la phase. La distribution de phase du champ d'ouverture désirée est obtenue en utilisant une nouvelle formulation locale du principe de l'holographie. D'autre part, la distribution d'amplitude est contrôlée en faisant varier les indices de modulations ainsi que l'impédance moyenne en fonction de la position. Un contrôle indépendant de l'amplitude et de la phase est obtenu en modulant séparément les composantes du tenseur d'impédance. La formulation théorique est présentée en détails en prenant en compte la méthode d'implémentation ainsi que les contraintes d'adaptation. La méthode proposée est appliquée afin de générer plusieurs types de diagrammes de rayonnement aussi bien en champ lointain qu'en champ proche. La procédure de design a été validée numériquement avec des simulations pour une fréquence de travail de 20GHz. Les résultats obtenus sont en concordances avec les résultats théoriques attendus. Différentes metasurfaces ont ensuite été fabriquées et mesurées pour des fréquences de travail de 10GHz, 12.25GHz et 20GHz. Les résultats de mesures et de simulations démontrent qu'une large variété de distribution d'ouverture avec un contrôle d'amplitude et de phase peut être réalisée avec la méthode proposée
In this thesis, a method for the implementation of arbitrary aperture field distributions using tensorial metasurfaces is introduced. Sinusoidally modulated metasurfaces are used in order to generate leaky waves with control on both phase and amplitude. The desired aperture phase distribution is obtained using a new local holography formulation. On the other hand, the amplitude distribution is controlled by varying modulation indices and average impedance depending on the position. A separate control of the aperture field components is achieved by modulating the impedance tensor elements independently. The theoretical formulation of the method is presented in details by taking into account the implementation method and antenna adaptation issues. The method is applied to design a wide range of radiation patterns examples both for far-field and near-field applications. The design procedure was first validated with simulations results for a working frequency of 20GHz giving a good agreement with the theoretical results. Several metasurfaces were then manufactured and measured for working frequencies of 10 GHz, 12.25 GHz and 20GHz. The consistency of the measurements and the simulation results proves that a good control of the aperture field phase and amplitude distributions is achieved using the proposed method

L'objectif de cette thèse est d'exploiter les phénomènes des ondes de fuite pour améliorer les performances des antennes classiques à ouverture pour les applications spatiales. Ici, nous considérons des configurations planaires où les ondes de fuite sont excitées entre un plan de masse et un superstrat partiellement réfléchissant. Des réseaux de petites ouvertures sur le plan de masse sont utilisés pour alimenter les antennes considérées. Les structures avec superstrat sont développées en configuration réseaux simples ou réseaux à commande de phase, considérées intéressantes en termes de flexibilité du système pour des liens satellitaires de nouvelle génération.Pour étudier efficacement ces antennes, nous avons développé un outil d'analyse basé sur une approche spectrale avec fonction de Green. Cet outil permet d'analyser les structures proposées en prenant en compte l'impact du couplage mutuel entre les éléments sur les performances de rayonnement avec une réduction du temps de calcul et d'utilisation de mémoire.L'augmentation du gain des structures à ondes de fuite peut ouvrir la voie à la réduction du nombre d'éléments des réseaux associés, et donc des commandes en amplitude et phase. Dans une configuration à ondes de fuite, chaque élément du réseau rayonne avec une ouverture équivalente plus grande, augmentant ainsi l'espacement entre les éléments sans affecter le gain global de la structure. Comme largement expliqué dans le manuscrit, les solutions à ondes de fuite représentent par conséquent un avantage majeur pour les antennes du segment utilisateur.En plus de l'amélioration du gain, la technologie à ondes de fuite peut être efficacement exploitée pour synthétiser le diagramme de rayonnement, en choisissant correctement les paramètres de conception de l'antenne. Cette caractéristique peut être utilisée dans les réseaux à commande de phase, pour produire un diagramme d'élément qui minimise les pertes par dépointage et qui filtre les lobes de réseaux. Une procédure de synthèse pour des antennes réseaux raréfiés à ondes de fuite est ainsi présentée dans le manuscrit, ainsi qu'une nouvelle configuration de réseaux avec superstrat irrégulier. Ce dernier permet de réduire les lobes secondaires de l'antenne en utilisant une excitation uniforme. Cette dernière configuration montre clairement que la capacité de modifier le diagramme de rayonnement est la caractéristique la plus attrayante des antennes planaires à ondes de fuite, pour être utilisée dans des solutions de réseaux à commande de phase
The objective of this thesis is to exploit the leaky-wave phenomena to enhance the performance of classical aperture antennas for space applications. Here, we consider planar configurations where the leaky modes are excited between a ground plane and a partially reflective superstrate. Arrangements of small apertures opening on the ground plane are used to feed the antennas under study. The superstrate-like leaky-wave structures are developed in array or phased array configurations, considered of interest in terms of flexibility of the system for next generation satellite links. In order to efficiently study planar leaky-wave arrays, we have developed an analysis tool based on a Green's function spectral approach. The developed tool allows to precisely analyze the proposed structure by taking into account the impact of the mutual coupling among the elements on the radiation performance of the whole antenna. In addition, it can handle extremely large structures in terms of wavelengths with a small computational effort with respect to commercial tools. In particular, the gain enhancement of leaky-based structures can pave the way to the reduction of the number of elements of the associated phased arrays. In a leaky-wave configuration each element of the array will radiate with a larger equivalent aperture allowing a larger spacing among elements without affecting the final gain of the whole structure. This aspect is particularly important in the case of phased arrays, where phase shifters and control cells are, typically, the most expensive components of the system. As extensively explained in the manuscript, antennas for user segment might find the highest benefit by using leaky-wave solutions. Besides the gain enhancement, the leaky-wave technology can be effectively exploited to conveniently shape the radiation pattern by properly engineering the design parameters of the antenna. This capability can be used in phased arrays to generate a convenient element pattern to minimize the scan losses and filter the grating lobes appearing in the visible space when dealing with periodicities larger than a wavelength. Therefore, a synthesis procedure for thinned leaky-wave arrays is presented in the manuscript. Also, a novel array configuration, the irregular superstrate array, is presented. The irregular superstrate allows the reduction of the side lobes of the antenna below -20 dB in the considered 2.5 % band, using a uniform excitation. This last configuration clearly shows that the shaping capability of leaky-wave antennas is the most appealing feature to be used in phased array solutions

L'échange d'informations sol-véhicule et vice versa est toujours tributaire de la topographie, les accidents de terrains provoquent de très fréquentes perturbations et des affaiblissements du signal en particulier dans les milieux tels que les tunnels, milieux urbains denses ou les parkings souterrains. En effet, la continuité des liaisons hertziennes dans les tunnels et souterrains peut être faite au moyen de câbles rayonnants. Le sujet de notre thèse a donc été de caractériser les performances radio-électriques de ces câbles et en particulier leur coefficient de couplage, qui est le rapport entre la puissance électromagnétique injectée dans un câble et la puissance reçue sur un récepteur localisé dans son environnement, afin de faciliter leur choix lors de futures applications. Ce travail a été effectué dans le cadre d'un consortium européen intégré au projet DRIVE (Dedicated Road Infrastructure for Vehicle Safety in Europe). Cette étude montre que les performances d'un câble peuvent être prédites par des modèles théoriques appliqués à deux types de câbles: «Câble à mode rayonné» et «Câble à mode couplé». Une comparaison des résultats théoriques et ceux des essais pratiqués sur des sites différents est proposée

Depuis plusieurs années, des travaux en collaboration avec le Département Electromagnétisme et Radar de l'ONERA et le Groupe de Recherche en Electromagnétisme du LAPLACE ont permis l'élaboration d'un modèle basé sur les faisceaux gaussiens traitant l'interaction de champs électromagnétiques avec des structures complexes de grande taille. Dans ce formalisme asymptotique le champ incident est représenté comme une somme de faisceaux élémentaires. Il permet ainsi de ramener le calcul de l'interaction globale du champ avec la structure à une somme d'interactions plus simples. En outre, la distribution gaussienne des faisceaux et la forme canonique des portions d'objets interceptées permettent l'obtention de formulations analytiques des champs rayonnés. Toutefois, ce modèle nécessite la décomposition du champ incident sur une surface courbe présentant une amplitude nulle du champ sur ses bords. Cette contrainte n'est pas limitante dans de nombreux cas sauf celui, par exemple, d'une antenne posée sur un support. En effet, le champ rasant de part et d'autre de l'antenne peut alors être non nul et même interagir fortement avec le support en excitant des ondes de surface. Cette configuration fait apparaître au niveau du modèle un problème de fermeture du domaine de décomposition et de prise en compte des ondes de surface. Ces dernières revêtent un intérêt croissant lié d'une part à l'objectif de miniaturisation des systèmes micro-ondes et d'autre part, au développement récent des métamatériaux. Dans les deux cas les ondes de surface sont soit subies soit utilisées. Cependant, la définition même des ondes de surface et de leurs variantes telles que les ondes de fuite est peu connue et apparaît de manière confuse dans la littérature. Ainsi, l'objectif de cette thèse est double. Il s'agit d'une part, de faire une synthèse la plus claire possible sur les différents types d'ondes de surface et, d'autre part, de proposer une adaptation du modèle faisceaux gaussiens permettant leur prise en compte pour le calcul du couplage antenne-structure. Dans un premier temps, nous étudions les propriétés modales et l'excitation des ondes de surface et de fuite. Puis, nous adaptons des travaux de la littérature afin de modéliser, en deux dimensions, l'excitation de ces ondes par des courants de surface équivalents. A cette occasion nous proposons une formulation analytique, valable à grande distance, de l'interaction d'un faisceau gaussien avec une lame de métamatériau sur métal. Dans la deuxième partie du travail, nous proposons, en deux dimensions, une méthode d'hybridation entre la décomposition en faisceaux gaussiens et la décomposition en courant équivalents de surface. Cette méthode est appliquée au cas d'une antenne placée sur une lame de diélectrique sur métal Nous définissons alors les paramètres pertinents pour décrire l'hybridation des deux méthodes. Après une étude de leur influence sur la qualité des résultats, nous proposons un réglage par défaut donnant de bons résultats dans le cas général.

Ce mémoire de maîtrise traite des circuits actifs amplificateurs dont la conception est faite spécialement pour qu'ils soient intégrés aux métamatériaux électromagnétiques, en particulier à une antenne à ondes de fuite CRLH (Composite right/left-handed). Cette antenne a la particularité de pouvoir varier la direction de son rayonnement sur près de 180 degrés, en changeant simplement la fréquence du signal émis. Par conséquent, elle est une candidate de choix pour les applications radars. Toutefois, étant donné que son gain est relativement faible, des amplificateurs ont été ajoutés entre certaines de ses sections pour créer une antenne active CRLH [Casares-Miranda et al. , 2006]. Malheureusement, cette dernière n'est optimisée que pour une seule fréquence, donc pour un rayonnement dans une seule direction. Lobjectif de ce projet est donc la conception d'amplificateurs qui permettraient que cette antenne active ait un rayonnement optimal à toutes les fréquences. Dans ce texte, la théorie générale des métamatériaux est expliquée pour ensuite se concentrer sur les caractéristiques de l'antenne à ondes de fuite CRLH. Une étude de celle-ci est complétée de manière a déterminer les spécifications nécessaires des circuits amplificateurs qui y seront intégrés. Il est ainsi indiqué que pour fabriquer une antenne à ondes de fuite active idéale, les amplificateurs devraient avoir un gain constant sur toute la bande. Aussi, le déphasage introduit par ceux-ci doit être le plus constant possible sur toute cette bande, donc le délai de groupe de ces circuits doit être minimum. Cependant, un fait intéressant qui est amené par cette étude est qu'en intégrant des déphaseurs dans les circuits amplificateurs, il est possible de fabriquer une antenne à ondes de fuite CRLH active dont on peut obtenir une grande variété de diagrammes de rayonnement sur toute la plage de fréquences. Par conséquent, l'étude, la conception et la fabrication de circuits amplificateurs et déphaseurs sont discutées. Ces circuits sont faits avec des MESFET.

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la conception de cavités de Fabry-Perot (FP) large bande, en polarisation circulaire. Une cavité compacte créée entre une surface haute impédance (SHI) et une surface sélective en fréquence (SSF) est alimentée par une source polarisée linéairement. La SHI ainsi que la SSF sont toutes deux tensorielles. Il est démontré qu'une telle cavité peut supporter un mode à ondes de fuite hybride, permettant la génération de la polarisation circulaire. La première partie de cette thèse est consacrée à la présentation d'un outil d'analyse numérique basé sur une utilisation des fonctions de Green spectrales. Une prédiction rapide et précise des performances en rayonnement est obtenue. La seconde partie présente dans un premier temps l'utilisation de cet outil pour la conception d'une antenne FP large bande rayonnant en polarisation circulaire. La fabrication d'un prototype permet de valider ces études. Dans un second temps une cavité alimentée par de multiples sources est étudiée. Des performances en dépointage sur un large secteur angulaire sont démontrées et une bonne qualité de polarisation sur une très large bande est réalisée. Un dernier prototype en bande Ka est en cours de fabrication. Les résultats de simulations démontrent le potentiel de la solution envisagée
New circularly polarized light emitter based on helicenic conjugated systems were synthesized and their optical and chiroptical properties were investigated. The first chapter is devoted to a bibliographic study describing the main properties of helicene, their synthetic access and the different types of applications of these molecules. The second chapter is dedicated to the preparation of new helicenic systems via the unprecedented association between achiral dye diketopyrrolopyrrole (DPP) and enantioenriched carbo[6]helicene. Excitonic coupling induced between DPPs pigments at the extremity of the helical center lead to red and nearinfrared circularly polarized luminescence. In the third chapter of this manuscript, we describe the synthesis, the optical and the chiroptical properties of a new family of helicene-naphthalimide helical chromophore. In particular, the effect of the solvent polarity on the chiral excited state will be discussed in detail via CPL characterization. The fourth chapter reports the evolution of the chiroptical responses of the helicene molecule with the spatial extension of the system and the variation of charge transfer character within these twisted systems. The functionalization of the carbo[6]helicene precursor with different electron donor and electron acceptor fragment is described. Photophysical, electrochemical and chiroptical properties is reported and analyzed

Le bruit tonal rayonné au bord de fuite des profils à faible nombre de Reynolds est un phénomène observé sur les ailes de drones ou micro-drones qui sont utilisés partout dans la vie quotidienne. La diminution de ce bruit va augmenter la survivabilité et l'efficacité des appareils dans le domaine militaire. De plus, cela va augmenter le champ des applications civiles et minimiser la pollution par le bruit. La réduction efficace du bruit est indispensable et, par conséquent, une compréhension complète du processus de rayonnement du bruit tonal du profil est nécessaire. Malgré le fait que des essais dédiés aient été réalisés depuis les années 70, il reste beaucoup de détails à expliquer. Le travail présenté est dédié à une étude expérimentale et analytique du bruit tonal. C'est une partie de collaboration entre l'Ecole Centrale de Lyon et Embry- Riddle Aeronautical University. Le but est de réaliser une caractérisation exhaustive des paramètres acoustiques et aérodynamiques du bruit tonal de bord de fuite d'un profil et de produire une base de données qui pourra être utilisée pour valider les simulations numériques réalisées dans le futur. Le profil symétrique NACA-0012 ainsi que le profil asymétrique SD7003 ont été testés pour une série d'angles d'incidence (de -10° à 10°) dans la soufflerie anéchoïque à jet ouvert de l'Ecole Centrale de Lyon pour des nombres de Reynolds modérés (0.6x105 < Rec < 2.6x105). Les mesures de pression aux parois et de pression acoustique en champ lointain pour différentes configurations ont permis d'observer une structure en escalier de la signature du bruit, de déterminer quelle face du profil a produit le bruit et de distinguer le rôle de la boucle de rétroaction. Des techniques supplémentaires de post-traitement comme l'analyse temps-fréquence ont montré l'existence de plusieurs régimes (un régime de commutation entre deux états, un régime d'une seul fréquence et un régime à plusieurs fréquences) de l'émission de bruit. L'analyse de bi-cohérence a montré qu'il y a des couplages nonlinéaires entre les fréquences. Une étude par l'anémométrie à fil chaud et par des techniques de visualisation de l'écoulement a montré que la formation d'une bulle de décollement est une condition nécessaire mais pas suffisante pour la génération du bruit. De plus, la localisation de la bulle est aussi importante et elle doit être suffisamment proche du bord de fuite. En outre, l'analyse de stabilité linéaire des résultats de simulations numériques a montré que des ondes de Tollmien-Schlichting sont transformées en ondes de Kelvin-Helmholtz dans la zone du décollement. Une prédiction analytique de l'amplitude des fréquences pures émises dans le champ lointain a été effectuée sur la base du modèle d'Amiet en supposant que le champ de pression pariétal est bidimensionnel. Les mesures de pression proches du bord de fuite du profil ont été prises comme données d'entrée. Les amplitudes prédites sont globalement en accord avec les mesures acoustiques. Après l'analyse de tous les résultats la description suivante du processus de rayonnement de sons purs peut être proposée. Les ondes de Tollmien-Schlichting qui se développent initialement dans la couche limite se transforment en ondes de Kelvin-Helmholtz le long de la couche de cisaillement de la bulle de décollement. Au bord de fuite du profil elles sont converties en ondes acoustiques qui forment un couplage fort avec les instabilités de couche limite plus en amont de l'écoulement, pilotant elles-mêmes le déclenchement de ces instabilités
The tonal trailing-edge noise generated by transitional airfoils is a topic of interest because of its wide area of applications. One of them is the Unmanned Air Vehicles operated at low Reynolds numbers which are widely used in our everyday life and have a lot of perspectives in future. The tonal noise reduction will increase the survivability and effectiveness of the devices in military field. Moreover it will enlarge the range of civil use and minimize noise pollution. The effective noise reduction is needed and therefore the complete understanding of the tonal noise generation process is necessary. Despite the fact that investigation of the trailing-edge noise was started since the seventies there are still a lot of details which should be explained. The present work is dedicated to the experimental and analytical investigation of the tonal noise and is a part of the collaboration project between Ecole Centrale de Lyon and Embry-Riddle Aerospace University. The aim is to conduct an exhaustive experimental characterization of the acoustic and aerodynamic parameters of the trailing-edge noise and to produce a data base which can be used for further numerical simulations conducted at Embry-Riddle Aerospace University. A symmetric NACA-0012 airfoil and a slightly cambered SD7003 airfoil at moderate angles of attack (varied from -10° à 10°) were tested in an open-jet anechoic wind tunnel of Ecole Centrale de Lyon at moderate Reynolds numbers (0.6x105 < Rec < 2.6x105). Measurements of the wall pressure and far-field acoustic pressure in different configurations allowed to observe the ladder-type structure of the noise signature, to determine which side produced tones and to distinguish the role of the acoustic feedback loop. Additional post-processing techniques such as time-frequency analysis showed the existence of several regimes (switching regime between two tones, one-tone regime and multiple-tones regime) of noise emission. The bicoherence analysis showed that there are non-linear relationships between tones. The investigation of the role of the separation area by hot-wire anemometry and flow visualization techniques showed that the separation bubble is a necessary but not a suficient condition for the noise generation. Moreover the location of the bubble is also important and should be close enough to the trailing edge. Furthermore the linear stability analysis of accompanying numerical simulation results showed that the Tollmien-Schlichting waves transform to the Kelvin-Helmholtz waves at the separation area. An analytical prediction of the tone levels in the far-field was done using Amiet's model based on the assumption of perfectly correlated sources along the span. The wall-pressure measurements close to the trailing edge were used as an input data. The comparisons of the predicted levels and measured ones showed a good agreement. After analysis of all results the following description of the tonal noise mechanism is proposed. At some initial point of the airfoil the Tollmien-Schlichting instabilities start. They are traveling downstream and continued to Kelvin-Helmholtz waves along the shear-layer of the separation bubble. These waves reach the trailing edge, scatter from it as acoustic waves, which move upstream. The acoustic waves amplify the boundary layer instabilities at some frequencies for which the phases of both motions match and creates the feedback loop needed to sustain the process

Une étude expérimentale, reposant sur une collaboration entre l’ECK et l’Aérospatiale, a été menée sur une maquette d’aile bidimensionnelle, à échelle 1/11ème , représentative d’une section de voilure réelle. Le dispositif hypersustentateur est composé d’un bec de bord d’attaque et d’un volet de bord de fuite simple. Le nombre de Mach varie de 0. 15 à 0. 3 et le nombre de Reynolds de 106 à 2. 106. Des mesures de pression acoustique, de pression en paroi, ainsi que du champ de vitesse autour de la maquette, ont été faites pour l’aile en configuration de vol de croisière, de décollage et d’atterrissage. La configuration d’atterrissage est plus bruyante. Le rayonnement des cavités, formés à l’avant et à l’arrière de l’aile par le braquage du bec et du volet, prédomine sur notre domaine d’étude (500 Hz-25,6 kHz) et se caractérise par des fréquences émergentes associées à un bouclage aéroacoustique. Un accrochage entre les deux cavités se produit par rétroaction acoustique. De plus, l’étude met en évidence des interférences entre les rayonnements de la fente et du bord de fuite du volet. Les effets tridimensionnels tendent à estomper les fréquences du bouclage. En revanche, il n’y a aucune modification visible sur l’acoustique par la présence du tourbillon marginal qui se développe sur le bord latéral du demi-volet. Le nombre de Reynolds de notre étude est dix fois plus petit que dans la réalité et un décollement, qui n’existe normalement pas, se produit sur l’extrados du volet. La position du volet est donc corrigée, grâce à des calculs effectués par l’ONERA. Les conditions d’écoulement sont alors plus réalistes, pourtant nous n’entendons toujours pas le tourbillon marginal. Des modèles analytiques, applicables à des géométries simples, ont été testés : le bruit de bord de fuite simple, et d’un bord de fuite avec une fente, selon M. S. Howe, le bruit d’un profil isolé dans un écoulement turbulent, selon R. K. Amiet, le bruit d’un dipôle en présence d’un écran diffractant
An experimental study, was conducted at the ECL in collaboration with Aérospatiale, on a two-dimensional 1/11 scale wing model with a leading-edge slat and a trailing-edge flap. The Mach number varies from 0,15 up to 0,3 and the Reynolds numbers are 106 up to 2. 106. Acoustic pressure in far field, pressures on the wall and velocity around the model are measured for the cruise, take-off and landing wing configurations. The landing configuration is the noisiest. The radiation of the cavities formed by the deflection of the slat and the flap, predominates over our frequency range (500 Hz-25,6 kHz) and is characterized by peakds associated with aeroacoustic feed-back. Moreover, the study shows interference between the slot and the flap trailing edge radiation. Three-dimensional effects minimise the feed-back frequencies. In return, there is no modification on the acoustic radiation by the flap side edge vortex. The Reynolds number is 10 time smaller than in real flows, then a flow separation occurs on the flap suction side. The flap position is corrected , owing to ONERA calculations. Flow conditions are more realistic, however the flap side edge vortex radiation is acoustically inefficient. Analytical models, for simple geometries, are tested : trailing-edge noise, and slotted trailing-edge noise, by M. S. Howe ; isolated airfoil noise in turbulent flow, by R. K. Amiet ; and dipole noise with diffracting half plane effect

Le vieillissement de la population et la hausse des coûts des soins médicaux ont engendré de nombreuses innovations dans le domaine de santé. L'une d’elles consiste à utiliser des capteurs sans fil autour du corps humain pour surveiller les signaux vitaux du patient. Le premier objectif de cette thèse est d’améliorer la sécurité des communications entre les capteurs sur le corps humain, grâce à un nouveau mécanisme de transmission utilisant la peau comme support de propagation de l’onde électromagnétique. La méthode de résonance transverse (TRM) est utilisée pour analyser les modes existants dans le modèle du corps humain. Les capacités de confinement ainsi que les pertes de propagation sont étudiées pour des fréquences jusqu’à 60 GHz. Le code développé d’analyse de la dispersion basé sur TRM constitue l’essentiel du travail de cette thèse et est également utilisé pour le second objectif de cette thèse. Une autre innovation dans le domaine médical concerne la surveillance sans contact et sans capteur utilisant des techniques radars Doppler. Les antennes à ondes de fuite sont de bonnes candidatures grâce à leur balayage du faisceau en fonction de la fréquence. Un balayage rapide est souhaité afin de couvrir une large plage angulaire avec une bande de fréquence limitée. Par conséquent, une structure guidante hautement dispersive est typiquement requise pour ce type d’antenne. Ainsi, une procédure originale de conception basée sur le code TRM est proposée pour augmenter la dispersion de la structure guidante imprimée à l’aide de la métasurface. En utilisant cette dispersion améliorée, une antenne périodique à ondes de fuite est conçue et simulée dans la bande des 60 GHz
The aging of population and the increase in medical costs have brought a lot of innovations in the medical domain. One of them is the use of wireless sensors that are located in, on, or around the human body to monitor patient’s physiological signs. Due to the nature of the transmitted data, high data security is one of the most essential requirements in the system. The first objective of this thesis is to improve the communication security between on-body sensors with a novel transmission mechanism that uses human skin as a transmission medium and confines the surface-wave signal inside the skin. Transverse resonance method (TRM) is used to numerically analyze existing modes within the human body model. Confinement capabilities as well as propagation losses are investigated for frequencies up to 60 GHz. It should be noted that the developed TRM-based dispersion analysis code is the core work of this thesis and is used throughout all the main analysis in this thesis. Another innovation in the medical domain can be referred to the non-contact sensor-less remote medical monitoring using Doppler radar. Leaky-wave antennas are good candidatures for such applications due to their frequency-depending beam scanning properties. A fast scanning is desired in order to cover a large angular range with a given operation frequency bandwidth. Consequently, in the second part of this thesis, an original TRM-procedure-based design is proposed to increase the frequency dispersion of the guiding structure, which uses a grounded dielectric slab covered by a metasurface. Using this enhanced dispersion, a periodic leaky-wave antenna is designed and simulated in the 60 GHz band

Les nuisances sonores sont devenues une importante préoccupation environnementale. L'accroissement des exigences de confort et le durcissement des réglementations tant européennes que mondiales ont rendu la réduction du bruit aérodynamique des turbomachines un enjeu primordial pour de nombreuses industries. Ce travail a pour objectif principal le développement d'outils de modélisation de la composante à large bande du bruit des ventilateurs de façon à l'intégrer comme critère d'optimisation dès leur phase de conception. L'empilement (dévers) étant connu pour avoir une influence sur les émissions acoustiques des ventilateurs, trois ventilateurs à empilements différents seront comparés tout au long de ce mémoire. Un banc d'essai permettant l'acquisition des pressions moyennes et instationnaires sur les pales des ventilateurs est conçu puis fabriqué. Ces données sont nécessaires comme entrées d'un modèle de prévision du bruit de bord de fuite. Les spectres de pressions mesurés sont comparés à différents modèles puis utilisés pour obtenir le spectre acoustique en champ lointain à partir du modèle d'Amiet de bord de fuite. Ce modèle prévu pour un profil fixe est adapté pour un ventilateur. Puis une simulation numérique RANS avec modèle de turbulence du deuxième ordre, de ces trois ventilateurs, est réalisée afin d'obtenir : les performances globales des ventilateurs à différents débits, la morphologie de l'écoulement notamment les profils des vitesses aval, les composantes du tenseur des contraintes de Reynolds, les champs de pression sur les pales et les variables de la couche limite. Toutes ces données sont comparées avec différentes mesures sur un banc normalisé permettant la mesure du débit de fonctionnement

De nombreux éléments de structures de génie civil sont élancés et partiellement enfouis dans un milieu solide. Les ondes guidées sont souvent utilisées pour le contrôle non destructif (CND) de ces éléments. Ces derniers sont alors considérés comme des guides d’ondes ouverts, dans lesquels la plupart des ondes sont atténuées par des fuites dans le milieu environnant. D’autre part le problème est non borné, ce qui le rend difficile à appréhender sur le plan numérique. La combinaison d’une approche par éléments finis semi-analytique (SAFE) et de la méthode des couches parfaitement adaptées (PML) a été utilisée dans une thèse antérieure pour calculer numériquement trois types de modes (modes piégés, modes à fuite et modes de PML). Seuls les modes piégés et à fuite sont utilisés pour la représentation des courbes de dispersion. Les modes de PML sont non intrinsèques à la physique. L’objectif premier de cette thèse est d’obtenir, par superposition modale sur les modes calculés, les champs émis et diffracté dans les guides d’ondes ouverts. Nous montrons dans un premier temps que les trois types de modes appartiennent à la base modale. Une relation d’orthogonalité est obtenue dans la section du guide(incluant la PML) pour garantir l’unicité des solutions. La réponse forcée du guide peut alors être calculée rapidement par une somme sur les modes en tout point du guide. Des superpositions modales sont également utilisées pour construire des frontières transparentes au bord d’un petit domaine élément fini incluant un défaut, permettant ainsi de calculer le champ diffracté. Au cours de ces travaux, nous étudions les conditions d’approximation des solutions par des superpositions modales, limitées seulement aux modes à fuite, ce qui permet de réduire le coût des calculs. De plus, la généralité des méthodes proposées est démontrée par des calculs hautes fréquences (intéressantes pour le CND) et sur des guides tridimensionnels. Le deuxième objectif de cette thèse est de proposer une méthode d’imagerie pour la localisation de défauts. La méthode de l’imagerie topologique est appliquée aux guides d’ondes. Le cadre théorique général, de type optimisation sous contrainte, est rappelé. Le formalisme modal permet un calcul rapide de l’image. Nous l’appliquons pour simuler un guide d’onde endommagé, et nous montrons l’influence du type de champ émis (monomodal, dispersif,multimodal) ainsi que des configurations de mesure sur la qualité de l’image obtenue
Various elements of civil engineering structures are elongated and partially embedded in a solid medium. Guided waves can be used for the nondestructive evaluation (NDE) of such elements. The latteris therefore considered as an open waveguide, in which most of waves are attenuated by leakage losses into the surrounding medium. Furthermore, the problem is difficult to solve numerically because of its unboundedness. In aprevious thesis, it has been shown that the semi-analytical finite-element method (SAFE) and perfectly matched layers(PML) can be coupled for the numerical computation of modes. It yields three types of modes: trapped modes,leaky modes and PML modes. Only trapped and leaky modes are useful for the post-processing of dispersion curves. PML modes are non-intrinsic to the physics. The major aim of this thesis is to obtain the propagated and diffracted fields, based on modal superpositions on the numerical modes. First, we show that the three types of modes belong to the modal basis. To guarantee the uniqueness of the solutions an orthogonality relationship is derived on the section including the PML. The forced response can then be obtained very efficiently with a modal expansion at any point of the waveguide. Modal expansions are also used to build transparent boundaries at the cross-sections of a small finite-element domain enclosing a defect, thereby yielding the diffracted field. Throughout this work, we study whether solutions can be obtained with modal expansions on leaky modes only, which enables to reduce the computational cost. Besides, solutions are obtained at high frequencies (which are of interest for NDE) and in tridimensional waveguides, which demonstrates the generality of the methods. The second objective of this thesis is to propose an imaging method to locate defects. The topological imaging method is applied to a waveguide configuration. The general theoretical framework is recalled, based on constrained optimization theory. The image can be quickly computed thanks to the modal formalism. The case of a damaged waveguide is then simulated to assess the influence on image quality of the emitted field characteristics (monomodal, dispersive or multimodal)and of the measurement configuration

L'objectif de ce travail est de modéliser les sources et la propagation atmosphérique du bruit généré par les éoliennes afin de mieux comprendre les caractéristiques de ce bruit à grande distance et d'aider les fabricants d'éoliennes et les développeurs de parc à respecter la réglementation. En couplant des modèles physiques de source aéroacoustique et de propagation, nous sommes capables de prédire les spectres de bruit, ainsi que la directivité et les modulations d'amplitude associées, pour différentes conditions atmosphériques. Le bruit aérodynamique large bande, à savoir le bruit d'impact de turbulence,le bruit de bord de fuite et le bruit de décrochage, est généralement dominant pour les éoliennes modernes. Le modèle analytique d'Amiet est choisi pour prédire le bruit d'impact de turbulence et le bruit de bord de fuite, en considérant plusieurs améliorations par rapport à la théorie initial : 1, une correction empirique pour l'épaisseur du bord d'attaque est introduite dans le calcul du bruit d'impact de turbulence ; 2, un modèle spectral des fluctuations de pression pariétale proposé récemment pour un écoulement avec gradient de pression défavorable est utilisé dans le calcul du bruit de bord de fuite. Ces modèles sont validés par comparaison avec des mesures de la littérature en soufflerie avec des profils fixes.Le modèle d'Amiet est ensuite appliqué à une éolienne complète pour prédire le bruit émis en champ proche. L'effet de la rotation des pales et l'effet Doppler sont pris en compte. On utilise d'abord des profils de vent constant sans turbulence, puis l'effet du cisaillement du vent et de la turbulence atmosphérique sont inclus à l'aide de la théorie de la similitude de Monin-Obukhov. De bons accords sont obtenus avec des mesures sur site éolien lorsque l'on considère à la fois les bruits de bord de fuite et d'impact de turbulence. On retrouve à l'aide du modèle les caractéristiques classiques du bruit des éoliennes, comme la directivité et les modulations d'amplitude. Des comparaisons avec un modèle semi-empirique montrent que le bruit de décrochage peut être significatif dans certains conditions.L'étape suivante consiste à coupler la théorie d'Amiet avec des modèles de propagation pour estimer le bruit à un récepteur en champ lointain. On étudie dans un premier temps un modèle analytique de propagation en conditions homogènes au-dessus d'un sol d'impédance finie. On montre que l'effet de sol modifie la forme des spectres de bruit, et augmente les modulations d'amplitude dans certains tiers d'octave. Dans un second temps, une méthode pour coupler le modèle de source à un code d'équation parabolique est proposée et validée pour prendre en compte les effets de réfraction atmosphérique. En fonction de la direction de propagation, les niveaux de bruit varient car l'effet de sol est influencé par les gradients de vent et car une zone d'ombre est présente dans la direction opposée au vent. On discute pour finir l'approximation de source ponctuelle à l'aide des modèles de propagation analytique et numérique
The purpose of this work is to model wind turbine noise sources and propagation in the atmosphere in order to better understand the characteristics of wind turbine noise at long range and to help wind turbine manufacturers and wind farm developers meet the noise regulations. By coupling physically-based aeroacoustic source and propagation models, we are able to predict wind turbine noise spectra, directivity and amplitude modulation in various atmospheric conditions.Broadband noise generated aerodynamically, namely turbulent inflow noise, trailing edge noise and separation/stall noise, is generally dominant for a modern wind turbine. Amiet's analytical model is chosen to predict turbulent inflow noise and trailing edge noise, considering several improvements to the original theory: 1, an empirical leading edge thickness correction is introduced in the turbulent inflow noise calculation; 2, a wall pressure fluctuation spectrum model proposed recently for adverse pressure gradient flow is used in the trailing edge noise predictions. The two models are validated against several wind tunnel experiments from the literature using fixed airfoils.Amiet's model is then applied on a full-size wind turbine to predict the noise emission level in the near field. Doppler effect and blade rotation are taken into account. Cases with constant wind profiles and no turbulence are used first, then wind shear and atmospheric turbulence effects obtained from Monin-Obukhov similarity theory are included. Good agreements against field measurements are found when both turbulent inflow noise and trailing edge noise are considered. Classical features of wind turbine noise, such as directivity and amplitude modulation, are recovered by the calculations. Comparisons with a semi-empirical model show that separation noise might be significant in some circumstances.Next, Amiet's theory is coupled with propagation models to estimate noise immission level in the far-field. An analytical model for the propagation over an impedance ground in homogeneous conditions is studied first. The ground effect is shown to modify the shape of the noise spectra, and to enhance the amplitude modulation in some third octave bands. A method to couple the source model to a parabolic equation code is also proposed and validated to take into account atmospheric refraction effects. Depending on the propagation direction, noise levels vary because the ground effect is influenced by wind shear and a shadow zone is present upwind. Finally, the point source assumption is reviewed considering both the analytical and numerical propagation models

The Dielectric Loaded Surface Plasmon Polariton Waveguides (DLSPPWs) have recently emerged as a possible solution to carry both optical and electrical signals on- chip. However, in the particular context of optical interconnects, advanced functionalities such as filtering, switching, and routing are required in order to replace in the future the equivalent electronic components which are too much power consumer and also to reduce their footprints. After presenting the interest and limitation of the leakage radiation microscopy method used all along this work, we show several active devices using thermo-sensitive polymers as the dielectric load driven electrically by Joule heating. Then we demonstrate the feasibility of all-optical systems by either doping the dielectric with metallic nanoparticles or by plasmo-thermal eect of a second plasmonic mode providing a localized heating of controlled shape. The dynamic activation of our thermo- optical devices is performed using a homemade fiber-to-fiber setup which allows us to investigate the response time of a plasmo-thermal heating as well as true datacom transmission. Some improvements of the original DLSPPWs performances are proposed by adding a metallic wall on one side of the polymer ridge. This system can act as a compact and athermal polarization converter