PREMIÈRE THESE

ÉTUDE DE LA DIFFRACTION DES ÉCRANS PLANS ET APPLICATION AUX LENTILLES HERTZIENNES.

RÉSUMÉ. — Chapitre I. — Soit un écran plan infiniment conducteur percé d'ouvertures quelconques, nous cherchons à étudier le régime d’ondes qui s’élablit lorsqu'on dispose des sources éloignées de cet écran. Pour cela nous utilisons des champs de perturbation dont nous précisons les conditions aux limites. Ces champs de perturbation ajoutés à l’onde existant en l'absence d’écran ou à l’onde existant en présence d’un écran indéfini, permettent de poser le problème dans le cas général. De la possibilité de poser le problème à partir de deux ondes, celle de l’espace indéfini, celle de l’espace limilé par un écran plan, nous déduisons naturellement le principe de Babinet qui s'applique à des écrans complémentaires.

Chapitre II. — Nous étudions la diffraction d’une ouverture unique dans un écran plan métallique indéfini, lorsqu'elle est excitée par une onde plane dont la direction de propagation est normale au plan de l’écran. Pour résoudre ce problème par le calcul, il existe deux méthodes : la méthode des fonctions propres qui s'applique dans quelques cas particuliers, la méthode des sources auxiliaires liée à la notion de fonction de Green. Nous utilisons la seconde méthode pour poser le problème général. Nous pouvons ainsi examiner le problème de l’ouverture de dimensions pelites devant la longueur d'onde. Nous discutons les résullats obtenus pour l’ouverture circulaire de diamètre petit devant la longueur d'onde. Nous proposons une approximation de l’équation intégrale du problème général de l’ouverture circulaire, qui nous permet de nous ramener au cas déjà résolu de l’ Acoustique dans le cas où le diamètre de l'ouverture est comparable à la longueur d'onde. Nous examinons enfin l’ouverture possédant deux axes de symétrie rectangulaire.

Chapitre III. — Nous étudions la diffraction d’un écran métallique plan percé d'ouvertures égales régulièrement disposées, attaqué par une onde plane en incidence normale. Dans le cas où les ouvertures possèdent des axes de symétrie et où leurs centres forment un quadrillage, on peut se ramener à un problème dans un guide d’onde rectangulaire dont deux parois sont d’impédance nulle, les deux autres étant d’impédance infinie. Nous étudions les différents modes de ce guide qui possède une onde principale. Dans le cas où la distance des centres est inférieure à la longueur d'onde, seul peut se propager le mode de l’onde principale. Un tel écran se ramène à une impédance classique. Nous mettons au point el nous discutons une méthode de mesure du coefjicient de transmission (amplitude et phase). Des résultats des mesures nous déduisons la notion de pseudo coupure pour une ouverture, par analogie au phénomène de coupure dans un guide d'onde. Au-dessus de la pseudo coupure, l'écran est plus transparent que ne le laisse supposer l'optique classique, inversement au-dessous.

Chapitre IV. — L'étude de la transmission en incidence oblique de l'écran précédent nous montre que la polarisation de l’onde transmise n’est pas changée si le plan de polarisation de l’onde incidente est normal ou parallèle au plan d'incidence. Les variations de la phase de l’onde transmise dans ces deux cas en fonction de l’inclinaison permettent de rapprocher ce phénomène de l'indice ordinaire et extraordinaire dans les cristaux uniaxes. Les variations de l'amplitude permettent de retrouver des lois analogues aux lois de Fresnel.

Chapitre V. — La mesure en incidence normale du module du coefficient de transmission nous permet de connaître le déphasage de l'onde transmise. En empilant plusieurs plaques à des distances convenables, nous pouvons créer un milieu pour lequel la vitesse de phase d’une onde est supérieure à celle du vide, c’est-à-dire un milieu d'indice inférieur à l'unité. Nous pouvons construire des lentilles hertziennes en réalisant un milieu d'épaisseur constante (plaques

SRE

parallèles) et d'indice variable (dimension variable des ouvertures). La mesure directe des surfaces de phase permet de le vérifier. Nous donnons des exemples de réalisation. Nous retrouvons au sujel de ces lentilles les mêmes problèmes d'aberrations qu'en Optique classique, aberrations chromatiques, aberralions géométriques. Ces lentilles peuvent nous permettre, outre le déphasage d’une onde sphérique, la correction point par point d'aberralions géométriques. On peut les rapprocher des optiques de Schmidt connus en Optique instrumentale. Des aériens utilisant ces dispositifs ont été construits, ils ont permis d’'oblenir des faisceaux hertziens à 3600 Me, d'angle total au sommet égal à 1°35' à demi-puissance, dont la réaction sur la source est de l’ordre de 1/400° de la puissance émise dans une bande de 200 Mc et dont le gain et le rayonnement arrière sont meilleurs que ceux d’aériens usuels de mêmes dimensions. (C. D. U. 621.3.016.31).

SUMMARY. — Car. I: The general problem of diffraction by à plane screen of zero impedance can be solved by adding fields to the known solutions of the infinite full screen or of the emply space. The Babinel®s Principle is derived from these two possibilities.

Cap. II aperture.

The difjraction of a single aperture is discussed with the use of sources in the Two approximaled solutions are proposed for the cireular hole small compared with wavelength and of the order of wavelength.

CHar. III : The diffraction, by a conducting screen with equal holes uniformely spaced, of à plane wave at normal incidence is studied. In the case of holes with Symunetry axis, their centres being a lattice, the problem can be referred lo the problem of «a rectangular waveguide of which {wo walls are of zero impedance, the {wo others of infinile impedance. This wavequide has, like coaxials, a principal mode. When dislances between centres is smaller than the wavelength, the principal mode propagates alone. Such a screen is then & classical impedance. A method of measurement of the {transmission coefficient in amplitude and phase is discussed. Its results show a physical notion of cutofj for aperture anologous to that of waveguides.

Cap. IV : The study of transmission for oblique incidence shows that polarisation is unchanged

ij the polarisation plane is normal or parallel to the incidence plane. The phase variations

of the transmitted wave compares with {he notions of ordinary and extraordinary propagation in optical cristallography.

CHar. V : The measurement for normal incidence gave the phase shift of the transmitted wave through a screen. Several parallel screens equally Spaced, compares with an inferior to one index medium. Lenses have been built of constant thickness and variable index (variable diameter of holes). Examples are given. Phase measurements of the transmitted wave show the possibility of very accurate phase correction like the optical Schmidt system. Owing to that possibility, an antenna of 3 X3 X3 m built with lenses of this type has displayed somewhat better features than classical U. H. F. antennae for Gain, Diagramm, pencil beam of 1° 35 between 3 Ab points. Standing wave ratio less than 1.12 in a 200 Mc bandwidth at 3 600 Me. Rear and side diffraction. (U. D. C. 621.3.016.31.)