Brevet FR2710459A1 — publié le 19950331

ABSORBEUR AVEC REFLEXION BASSE OPTIMISEE La présente invention se rapporte à des absorbeurs électromagnétiques en général et plus précisément à un absorbeur présentant une réflexion optimisée aux fréquences basses combinant un absorbeur à deux couches et une pyramide "torsadée". Les dispositifs de calcul modernes peuvent émettre des fréquences radio à n'importe quelle fréquence située dans la plage de 30 Mhz à quelques Ghz, tandis que la conformité aux règles nationales demande souvent que les produits émettent seulement à l'intérieur de certaines limites strictes dans cette dernière plage de fréquence afin d'empêcher les interférences avec les communications. Les dispositifs doivent de ce fait être testés dans des environnements munis de chambres anéchoïques ou chambres sourdes dont la demande par suite croît régulièrement dans l'industrie. Comme énoncé dans Scientific Report n 105, de Departement of Electrical and Computer Engineering, University of Boulder, Colorado, USA, les chambres sourdes de la génération actuelle présentent une excellente suppression de large bande des ondes réfléchies dans le domaine des micro-ondes en utilisant des absorbeurs pyramidaux. Les réflexions très basses des absorbeurs pyramidaux résultent du fait que les hyperfréquences incidentes se réfléchissent plusieurs fois à partir des cônes avant d'être finalement renvoyées dans l'espace libre; du fait qu'une fraction de l'onde incidente est absorbée à chaque rebond, les hyperfréquences sont extrêmement diminuées au moment o elle sont renvoyées à partir du réseau des absorbeurs. Le même type d'absorbeur est quelquefois utilisé pour des ondes de fréquences plus basse (30Mhz). A des fréquences suffisamment basses, toutefois, les ondes deviennent beaucoup plus longues que l'écartement entre les absorbeurs contigus. Leur profondeur pelliculaire dans le matériau absorbant devient, de manière identique, longue comparée à la dimension des pyramides. Ceci fait que les absorbeurs en pyramide sont d'une utilisation limitée dans des chambres sourdes qui doivent être utilisées à des fréquences plus basses. A ces fréquences plus basses, il est également possible d'obtenir un coefficient de réflexion faible en utilisant un absorbeur disperseur monocouche. Encore une autre approche pour concevoir des chambres sourdes a été d'utiliser les absorbeurs multicouche. Ces absorbeurs sont réalisés de manière à minimiser la réflexion dans une plage spécifiée de fréquences. La conception des absorbeurs multicouche a été effectuée de manière satisfaisante en utilisant des procédés empiriques, des procédés à bac de Smith et par des techniques d'optimisation numériques. Finalement, comme énoncé de nouveau dans Scientific Report mentionné cidessus, on a envisagé de combiner les avantages des absorbeurs multicouche avec ceux des absorbeurs en pyramide. Ceci est obtenu en remplaçant la couche supérieure de structure multicouche avec une couche d'absorbeurs en pyramide. Dans une telle structure, les propriétés effectives du matériau concordent en continu avec celles du milieu externe, de sorte qu'on attend une bonne performance dans la plage de fréquences entre la fréquence de la conception et le domaine des hyperfréquences, o des technique semi-optiques sont applicables. Une telle structure est représentée sur la figure 1. L'avantage de cette approche est que les ondes de fréquences plus élevées ne pénètrent pas l'appui derrière les pyramides grâce à leurs longueurs d'onde courtes et aux profondeurs pelliculaires, de sorte que le rendement en micro- ondes devrait être égal à celui des absorbeurs originellement conçus pour les hyperfréquences. Les couches restantes peuvent être ajustées de façon à minimiser la réflexion pour les fréquences plus basses. L'optimisation de la conception d'un absorbeur comprenant une pyramide torsadée combinée à une structure multicouche progresse de ce fait en deux phases: - le calcul des propriétés de réflexion et de transmission (paramètres S) de l'absorbeur, et - une recherche pour la conception qui minimise la réflexion totale. Du fait que les pyramides absorbantes habituelles sont bidimensionnellement périodiques, il est possible de calculer leur permittivité et perméabilité moyenne ou "efficace" précisément pour les domaines, qui varient lentement avec la distance, comparés aux pyramides elles-mêmes. La technique pour obtenir ceci est connue comme homogénéisation. Une fois que les propriétés moyennes du matériau sont calculées, elles peuvent être consultées comme nécessaires et utilisées pour résoudre le problème des paramètres S du réseau de pyramides. La réflexion de la structure totale peut ainsi être facilement calculé à partir des paramètres S et des propriétés connues des couches arrières. Le procédé de calcul est résumé ci-dessous comme extrait de Scientific Report mentionné précédemment et en se référant de nouveau à celui-ci. Les couches d'appui ou d'arrière sont considérées ne pas varier à l'intérieur de certaine limites pratiques. La dimension et la composition de ces couches sont contrôlées par un ensemble de variables et de contraintes qui constituent un problème d'espace qui est un sous espace de Rn, o n est le nombre total de variables utilisées pour spécifier les couches arrière ou d'appui. Ensuite, le processus d'optimisation de la conception peut lui-même commencer. C'est un but de la présente invention de proposer la conception d'un absorbeur avec le coefficient de réflexion le plus bas, spécialement entre 30 et 150 Mhz o la plupart des chambres sourdes actuelles présentent des problèmes. L'invention comporte de manière spécifique un absorbeur avec une réflexion en fréquence basse optimisée comprenant une pyramide torsadée ayant une longueur 11 et des coefficients de permittivité el' et el", une première couche contiguë à la base de la pyramide ayant une largeur 12 et des coefficients de permittivité e2' et e2" et une seconde couche contiguë à la première couche ayant une largeur 13 et des coefficients de permittivité e3' et e3", avec la longueur 11 qui est égale à 2,20 m (+/- 1 cm), la largeur 12 qui est égale à 0,188 m (+/- 1 cm), la largeur 13 qui est égale à 0,302 m (+/- 1 cm), et el' = 10E (- 0,370 LogF + 1,005) (+/10 %) el" = - 10E (-0,484 LogF + 1,012) (+/- 10 %) e2' = 10E (-0,353 LogF + 1,317) (+/- 10 %) e2" = - 10E (-0,222 LogF + 0,789) (+/- 10 %) e3' = 10E (-0,316 LogF + 1,785) (+/- 10 %) e3" = - 10E (-0,598 LogF + 2,347) (+/%) dans la plage de fréquence de 30 à 150 Mhz. L'introduction ci-dessus devait être lue en liaison avec le schéma suivant: La figure 1 est une représentation des absorbeurs en pyramide avec un appui ou arrière multicouche. L'invention sera mieux comprise à partir de la description détaillée suivante lue en liaison avec les dessins annexés: La figure 2 montre un réseau d'absorbeurs en pyramide rectangulaire. La figure 3 montre un réseau d'absorbeurs en pyramide torsadée. La figure 4 montre une vue latérale des pyramides. La figure 5 montre un empilage multicouche de matériaux diélectriques. Le but de Scientific Report n' 105, de Department of Electrical and Computer Engineering, Unisersity of Boulder, Colorado, USA a été d'utiliser un programme d'ordinateur permettant l'optimisation de la conception pour les absorbeurs d'une chambre sourde, de même que l'optimisation de la conception elle-même. Le programme est basé sur le procédé de modélisation suivant, partiellement expliqué ci- dessous, dont l'enseignement du Report Scientific mentionné ci- dessus a été incorporé ci-après dans sa totalité. MODELISATION: CALCUL DES REFLEXIONS HOMOGENEISATION Un réseau d'absorbeurs en pyramide tels que ceux utilisés dans les chambres sourdes constitue une structure absorbante qui est périodique dans deux dimensions. Aux fréquences pour lesquelles la période est faible comparée à la longueur d'onde et à la profondeur pelliculaire, les domaines peuvent être considérés comme quasi- statique. Le matériau présente de ce fait des propriétés moyennes régissant la variation à grande échelle des domaines. Effectivement, la non homogénéité dans deux des trois directions axiales peut être mise en moyenne, transformant le milieu actuel en un diélectrique artificiel anisotrope non homogène dans une dimension. La permittivité et la perméabilité du milieu équivalent sont intermédiaires entre celles du matériau absorbeur et celles de l'air. La permittivité et la perméabilité moyenne tensorielle sont alors diagonales comme on peut le voir dans Scientific Report mentionné précédemment. PROPRIETES TRANSVERSALES Des ondes planes incidentes sur le réseau à un angle thêta par rapport à l'axe z peuvent être décomposées en une combinaison de polarisations électriques ou perpendiculaires ou magnétiques ou parallèles. Conformément au Scientific Report mentionné ci-dessus, seuls les champs moyens sont pris en compte (pas de valeurs crêtes). Deux types de géométrie d'absorbeur sont considérés pour le calcul des propriétés transversales. Dans le premier type, les absorbeurs sont de simples pyramides avec des bases contiguës: la disposition est dite pyramide "rectangulaire" ou "carrée" (voir la figure 2), du fait qu'une section du réseau est un réseau de carrés. Le second type d'absorbeur est constitué de pyramides qui sont tournées de 45 degrés par rapport au réseau. Celles-ci sont habituellement connues comme pyramides "torsadées" (figure 3). La permittivité et la perméabilité longitudinale "moyenne" sont exactement connues pour ces deux géométries. Les propriétés transversales à l'opposé sont approchées par des équations. Voir pour les détails le Scientific Report mentionné ci-dessus. CARACTERISATION DES ABSORBEURS EN PYRAMIDE Une fois que les propriétés équivalentes du matériau de support du milieu sont connues, il est possible de calculer les propriétés de réflexion et de transmission moyenne pour les ondes planes de réseau d'absorbeurs. Ces propriétés sont caractérisées par l'intermédiaire des paramètres S. On peut montrer que les coefficients de réflexion Gamma(z) obéissent à l'équation différentielle connue comme équation de Ricatti: 2)] L'équation ci-dessus peut être résolue sur un ordinateur utilisant un résolveur d'équation différentielle simultanée standard (pour les partie réelles et imaginaires). PARAMETRES S DU RESEAU D'ABSORBEURS La stratégie de ce procédé de conception est de faire varier les couches absorbantes derrière le réseau d'absorbeurs tout en maintenant constantes les propriétés des absorbeurs en pyramide. Il est alors visiblement souhaitable de connaître les propriétés de transmission et de réflexion de réseau à l'avance plutôt que de trouver une solution numérique de l'équation de Ricatti, chaque fois qu'une nouvelle réflexion est calculée pendant la phase d'optimisation de la séquence de conception. En négligeant les ondes dispersées par les cônes à d'autres angles (effets de premier ordre et d'ordre plus élevé), la couche de cônes à un angle donné d'incidence est équivalente à un réseau à deux accès en théorie des circuits (figure 4). Les couches derrière les cônes, prises ensemble, constituent un autre élément de circuit qui est équivalent à un réseau à un accès avec un coefficient de réflexion Gamma b. Les valeurs des paramètres S peuvent être calculées et mémorisées dans des fichiers de données pour chaque angle et fréquence concernés pour les deux polarisations. Les fréquences utilispoeir cette procédure peuvent s'étaler de 30 Mhz à 150 Mhz à des intervalles de 5 Mhz, les angles peuvent s'étaler de 0 degré à 60 degrés à des intervalles de 5 degrés à chaque fréquence. Le programme qui effectue ces calculs est appelé CONES. Voir, pour les détails, le Scientific Report mentionné ci-dessus. REFLEXION A PARTIR DE MILIEU MULTICOUCHE On considère une structure composée de nombreuses couches de matériaux diélectriques homogènes isotropes comme représenté sur la figure 5. Lorsque la structure est excitée par des ondes planes, les champs moyens à l'intérieur des couches sont également des ondes planes, du fait qu'il n'y a pas de variation des milieux transversale à l'axe z. L'angle de propagation dans chaque couche est déterminé par la loi de Snell. Une onde incidente peut être décomposée en un combinaison d'ondes polarisées électriques transversales et magnétiques transversales. Chacune de ces ondes étant la somme d'une onde se déplaçant vers l'avant et d'une onde se déplaçant vers l'arrière. Ces ondes polarisées électriques transversales et magnétiques transversales peuvent être calculées séparément pour chaque couche. Si les ondes se déplaçant vers l'avant et se déplaçant vers l'arrière sont connues à une couche i, elles peuvent être calculées à une couche i+l. Lorsque le coefficient de réflexion Gamma 0 est connu sur un côté de la structure multicouche, le coefficient de réflexion total Gamma n peut alors être calculé en multipliant plusieurs matrices. De cette manière, la réflexion ou la transmission de la structure totale peut être caractérisée par une seule matrice 2x2 complexe. Habituellement, dans une chambre sourde, une seule couche du matériau homogène se trouve au-dessous d'une section conique d'un absorbeur. Ce matériau est caractéristiquement identique au matériau de l'absorbeur conique. Cette couche est montée sur une paroi métallique conductrice, qui protège la chambre des rayonnements externes. Dans cette étude diverses couches d'absorbeurs différents remplacent la seule couche des cônes caractéristiques. Du fait que la paroi métallique a un coefficient de réflexion d'approximativement -1, il est simple et direct de calculer le coefficient de réflexion aux ondes planes au sommet de chaque couche. Ce coefficient de réflexion est en fait utilisé comme Gamma b pour donner le coefficient de réflexion approché aux ondes planes pour le réseau des absorbeurs à leurs extrémités. OPTIMISATION ALGORITHME D'OPTIMISATION Optimisation est le nom donné à un ensemble de techniques numériques qui cherchent les extrêmes (habituellement le minima) d'une fonction non linéaire de nombreuses variables F(x). En général, un algorithme d'optimisation se déroule comme suit: - Trouver une direction de recherche p suivant laquelle la fonction décroît. - Déplacer une distance a suivant le vecteur de recherche. - Retourner à la première étape ci-dessus. L'algorithme se termine soit s'il trouve un minima soit s'il ne peut pas continuer à progresser. Différentes procédures d'optimisation utilisent des algorithmes différents pour résoudre chacun des sous-problèmes. Le meilleur choix d'une procédure d'optimisation est fonction du caractère du problème qui doit être résolu. Une caractéristique importante du problème de conception actuel est qu'il comporte des contraintes. Par exemple, la longueur totale de la couche d'appui est soumise à certaines limites pratiques, elle ne peut pas être trop grande et elle ne peut pas être négative. De plus, bien que des valeurs positives de conductivité soient permises, les valeurs négatives ne le sont pas. De même, pour les matériaux que l'on considère ici, il existe dans la pratique des limites supérieure et inférieure à la permittivité. La procédure d'optimisation utilisée ici doit de ce fait être apte à prendre en compte les limites supérieure et inférieure sur les variables et doit prendre également en compte les contraintes linéaires (au moins). La conception d'une surface d'appui multicouche pour les absorbeurs pyramidaux peut demander beaucoup de calculs. De ce fait, l'algorithme devrait être raisonnablement efficace, c'est-à-dire qu'il ne devrait pas demander un grand nombre de calculs à chaque itération. Les procédés d'optimisation les plus puissants demandent que la fonction soit une fonction régulière univoque, ces procédés prennent avantage de la régularité pour la vitesse de la convergence et la proximité de l'estimation de la solution. D'autres critères peuvent également être satisfaits pour garantir une solution. Pour les raisons décrites cidessus, on choisit un optimiseur à échelle variable qui trouve un point de Kuhn-Tucker soumis aux limites supérieure et inférieure sur les variables et aux contraintes linéaires et non linéaires générales, ce type d'algorithme d'optimisation est considéré comme étant le plus puissant. Un tel optimiseur (E04UCF) est fourni dans la bibliothèque de Numerical Analysis Group (NAG) des sous-programmes en Fortran 19. La procédure d'optimisation est un algorithme de quasi-Newton qui est approprié pour trouver des minima linéairement contraints ou non linéairement contraints de fonctions non linéaires. Voir pour des détails supplémentaires le Scientific Report mentionné ci-dessus. PARAMETRISATION DES COUCHES ARRIERE OU D'APPUI Dans cette étude, on a choisi un sous-programme d'optimisation non linéaire à partir de la bibliothèque Numerical Analysis Group (NAG) des sous-programmes en Fortran. Ce sous-programme minimise une fonction de nombreuses variables, soumises à des limites supérieure et inférieure sur les variables et si désiré, à des contraintes linéaires et non linéaires définies par l'utilisateur. Afin de coder le problème d'optimisation, il a été nécessaire de spécifier les propriétés des couches de soutien en termes de nombre de paramètres ajustables, qui deviennent les variables de l'optimisation. Il existe de nombreux choix possibles des variables d'optimisation qui peuvent être utilisées pour résoudre le problème de la conception. Un choix possible devrait être de spécifier chaque couche directement en termes de ses paramètres S. Bien que cette approche semble séduisante, elle est en fait non satisfaisante pour deux raisons: tout d'abord, elle devrait demander huit variables par couche (du fait que les nombres sont complexes), deuxièmement et de manière plus importante, il sera difficile de modéliser la physique du problème de manière réaliste. La modélisation sur cette base serait compliquée par le besoin de calculer les restrictions sur les paramètres S qui devraient être imposés en fixant l'épaisseur de la couche comme pour une conception réelle et la modélisation de la dispersion des milieux absorbants serait impossible. En outre, la conception "optimale" serait physiquement non réalisable, du fait que les propriétés du matériau qui seraient nécessaires pour fabriquer le dessin ne peuvent pas être atteintes. Une approche nettement meilleure est de considérer l'épaisseur des couches et certains paramètres qui déterminent les propriétés de matériau comme variables de l'optimisation. Ces variables sont appropriées à l'optimisation du fait qu'elles sont simplement limitées à une région correspondant à des conceptions réalisables et la dispersion des milieux peut être modélisée par des paramètres. Les critères pour la sélection de variables d'optimisation appropriées sont comme suit: - seul un faible nombre de variables devrait être nécessaire par couche. - elles doivent être aptes à représenter des valeurs réalistes de permittivité et de permeabilité. - si possible, les variables devraient être choisies pour exclure automatiquement le comportement physiquement non réaliste en imposant des contraintes simples. Il Afin d'obtenir des paramètres appropriés, certaines hypothèses ont été faites concernant les propriétés électromagnétiques de couches arrière ou d'appui. Plus précisément, on a supposé que les matériaux étaient non magnétiques et constitués de mousse absorbante similaire à celle des absorbeurs en pyramide standards (mousse de polyuréthane imprégnée de graphite et d'ignifugeurs). Ces hypothèses limitent la classe des fonctions qui peuvent raisonnablement être utilisées pour représenter la dépendance de la permittivité à la fréquence. Même en limitant la classe des caractéristiques de fréquences autorisables par rapport à epsilon à celles des matériaux de mousse absorbante standard, une grande plage de caractéristiques pouvait être produite mais la dépendance à la fréquence de epsilon n'est en aucun cas arbitraire. Du point de vue de la performance, ceci signifie que la conception optimale produite dans ces structures peut ne pas être la meilleure conception possible si de nombreux types différents de matériaux sont pris en compte. Du point de vue du calcul, toutefois, la simplification de modèle qui a résulté de ces hypothèses concernant les matériaux absorbeurs est justifiée du fait qu'elle a eu pour effet un problème d'optimisation qui était moins complexe et ainsi plus facile à résoudre, tout en procurant des résultats satisfaisants. Voir pour des détails supplémentaires Scientific Report mentionné ci-dessus. CONTRAINTES SUR LES VARIABLES Les valeurs des variables sont soumises à des contraintes afin de les empêcher de prendre des valeurs non réalistes ou déraisonnables. Ces contraintes, comme les variables elles-même ont été sélectionnées pour modéliser un comportement similaire à celui des matériaux absorbeurs habituels. De plus, une contrainte globale a été imposée sur la longueur de la section d'appui ou d'arrière, la longueur de chaque couche devant être inférieure ou égale à la longueur totale. De manière commode, le choix des paramètres élimine le besoin de fonctions de contrainte non linéaires, bien que de telles fonctions soient facilement ajoutées en utilisant E04UCF. Les contraintes sur les paramètres d'optimisation sont représentées dans le Scientific Report mentionné précédemment. En variante, il est presque faisable d'optimiser les couches de soutien en utilisant des propriétés de matériau fixées. Ceci peut être spécialement souhaitable lorsque le temps de calcul est grand, ou qu'il y a une certaine incertitude en ce qui concerne le coût des matériaux que l'on va utiliser. Ceci peut souvent être le cas dans la pratique, du fait que les contrôles de processus sur imprégnation de la mousse de polyuréthanne avec du carbone et des inifugeurs sont grossiers. Dans ce cas, l'étage de paramétrisation est simplement contourné dans le programme d'optimisation et on utilise les propriétés mesurées des matériaux disponibles. Le même programme est facilement utilisé pour les deux cas, à condition que les limites supérieure et inférieure des variables appropriées soient fixées égales les unes aux autres, ne permettant aucune variation. La perte de rendement de calcul dû à l'utilisation de variables supplémentaires dans ces cas très limités est faible. FONCTIONS DE PERFORMANCE Le problème de l'optimisation est de minimiser une fonction de nombreuses variables qui sont soumises à diverses limites. La fonction qui doit être minimisée est appelé la fonction de performance. Voir pour des détails supplémentaires le Scientific Report mentionné précédemment. PROGRAMME LFmin Le programme LFmin réalise la totalité des fonctions en Fortran. Les unités fonctionnelles de LF min sont énoncées ci-dessous en même temps que leurs fonctions. EPS: Procure les propriétés de la matière première pour les couches de soutien et définit la paramétrisation de ces propriétés. Si la surface de soutien est désignée, EPS les consulte à partir d'une matrice. FUN: Calcule les coefficients de réflexion d'amplitude d'onde plane à partir de la structure absorbante complète telle qu'elle est actuellement configurée. OBJNO: Calcule les fonctions de performance et leurs gradients. Les gradients sont estimés en différentiant de manière finie la fonction. FUN.OBJNO est utilisé pour les cas o l'angle est fixé à une incidence normale tandis que OBJNA calcule des normes sur une certaine plage d'angles d'incidence. E04UCF: (Fournie par le numerical Analysis Group) conduit la recherche de la valeur optimale de la fonction de performance. LFmin: Définit la dimension du problème (nombre de couches), spécifie les contraintes sur les variables et la contrainte linéaire sur la longueur totale des couches de soutien, fixe les point d'échantillonnage pour la fréquence et l'angle, fixe l'ordre des normes pour la fonction de performance et sélectionne les fichiers appropriés pour les données du matériau et des paramètres S de la pyramide dans la couche supérieure. Toutes ces caractéristiques sont fixées au moment de l'exécution. Lorsque la recherche pour le minimum se termine, LFmin rend compte des valeurs finales de la fonction de performance, du vecteur final des variables et du gradient de la fonction de performance en ce point. TECHNIQUE ANTERIEURE: OPTIMISATION DE LA CONCEPTION Comme énoncé dans le Scientific Report mentionné ci-dessus, une fois qu'un programme (LFabs) a été développé qui peut minimiser la réflexion provenant d'une conception hybride pyramide-multicouche, il est désirable de déterminer quel degré d'amélioration sur la conception existante peut être réellement obtenu. Dans une chambre sourde, les réflexions se produisent à tout angle possible et sans tenir compte de l'emplacement des antennes d'émission et de réception à l'intérieur de la chambre, certaines réflexions obliques sont très importantes. Pour cette raison, il est important de prendre en compte les réflexions en dehors de la normale lorsqu'on conçoit des absorbeurs. D'un point de vue pratique, on estime que les angles supérieurs à 45' sont relativement peu importants, tout trajet de rayon à partir de l'antenne d'émission à l'antenne de réception doit comporter au moins une réflexion à un angle d'incidence inférieur à 45_, à moins que la chambre soit longue et mince auquel cas plus d'un type d'absorbeur devrait être utilisé. Du fait que les contraintes de longueur utilisées dans le problème de conception sont faibles par rapport à la longueur d'onde la plus longue, il est prévisible qu'un faible nombre de couches de soutien serait nécessaire pour approcher la meilleure conception possible. Le programme d'optimisation LFmin a été conçu pour ne pas accepter plus de cinq couches de soutien. Dans les premières expériences, lorsqu'un nombre important de couches de soutien était utilisé, habituellement le programme d'optimisatiorn, soit réduisait certaines épaisseurs à zéro, soit fixait les matériaux des couches contiguës égaux les uns aux autres. Utilement, LFmin a réduit le nombre réel de couches de soutien à une, deux ou trois pour les cas optimaux. La comparaison de certains problèmes d'échantillon à deux couches et à trois couches a montré que la solution du problème à trois couches est, sinon identique à la solution à deux couches, à peine meilleur. On a décidé de ce fait de se concentrer sur le problème d'optimisation à deux couches. En outre, le critère principal est d'avoir la conception la meilleure possible (en terme de coefficient de réflexion) qui soit facilement fabricable. Ceci signifie que les formes et longueurs d'absorbeurs de matériaux diélectriques standards des fabricants sont utilisés. En ce moment, pour des raisons mécaniques et de performances, des absorbeurs d'une longueur de 8 pieds (pyramidaux ou en pyramide torsadée) sont caractéristiquement utilisés dans des chambres de 30 Mhz à 1Ghz. Ceci explique que notre conception ait été concentrée sur une structure de huit pieds L'optimisation de la conception a conduit aux résultats suivants: Géométrie de la pyramide torsadée Cône: 2,2 m Couche 1: 0,315 m Couche 2: 0,081 m NOTA: La première couche est contiguë à la paroi métallique, la seconde couche est contiguë aux cônes. La permittivité du matériau diélectrique utilisé dans cette onception est décrite à la page 48 du Scientific Report mentionné ci-dessus. Un résumé de la performance de cette conception en terme de coefficient de réflexion (Gamma) est donné ci-dessous Gamma Max en mode transverse électrique: Angle d'onde d'incidence 0: 0,1485 Angle d'onde d'incidence 15': 0,1564 Angle d'onde d'incidence 30: 0,1855 Angle d'onde d'incidence 45': 0,2563 Gamma Max dans le mode magné tique transverse: Angle d'onde d'incidence 0: 0,1485 Angle d'onde d'incidence 15': 0,1352 Angle d'onde d'incidence 30: 0,1198 Angle d'onde d'incidence 45': 0,1898 NOUVELLE OPTIMISATION DE LA CONCEPTION La nouvelle optimisation de la conception conformément à cette invention se déroule comme suit: 1. Caractériser la permittivité complexe de 30 à 150 Mhz de différents matériaux absorbants (mousse de polyuréthanne dopée avec du carbone) utilisés par les fabricants. Les charges en carbone de ces matériaux mesurés sont habituellement: 0,05 0,07 0,13 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 livre/pied cubique. 2. Utiliser ce résultat comme paramètre d'entrée dans le programme LFabs pour les fréquences basses (30 à 150 Mhz). 3. Une fois que la conception est achevée, une analyse de sensibilité est effectuée pour assurer la stabilité de la conception sur des variations de permittivité et de longueur. Une variation de 10 % de la permittivité associée à une variation de i cm appliquée sur la totalité des différentes longueurs a été appliquée à cette conception. Les résultats ont montré une variation pas supérieure à 10 % du coefficient de réflexion, impliquant une bonne stabilité de la conception. Le but de cette conception est d'obtenir le coefficient de réflexion le plus bas, spécialement entre 30 et 150 Mhz alors que la plupart des chambres actuelles présentent des problèmes. Ceci signifie que tous les efforts de conception faits sur ce domaine de fréquence portent sur la fréquence de 100 Mhz o Gamma s'est légèrement accru comparé aux absorbeurs classiques. De toutes façons, la présente chambre ayant une marge confortable dans cette largeur de bande de fréquence, il semble raisonnable d'accepter ce fait. L'optimisation de la conception conduit aux résultats suivants: Géométrie de la pyramide torsadée Cône: 2,2 m Couche 1: 0,188 m Couche 2: 0,302 m Dans la présente conception, conformément à l'invention, les couches sont listées dans un tableau, à partir de l'air jusqu'à la paroi métallique et pour chaque couche, la longueur, la charge et la permittivité mesurées sont données. Dans ce aui suit e' et e" sont obtenus: Pyramide torsadee (air) Couche 1I Couche 2 (contigue à la paroi) Longueur 2,2m Longueur: 0,188 m Longueur: 0,302 m Charge: 0,05 Livre/pied cube Charge: 0,2 livre/pied cube Charge: 0,9 livre/pied cube F (Mhz) e' e"l F (Mhz) e' e" I F (Mhz) e' e" ,00 2/90 -1,961 30,00 6,21 -2,86 30,00 20,58 -29168 ,00 2172 -1,841 35,00 5,92 -2/80 35,00 19,77 -26155 ,00 2,57 -1,741 40100 5,68 -2,75 40,00 19106 -24115 ,00 2,47 -1,661 45100 5146 -2,69 45,00 18,44 -22t30 ,00 2,36 -1,591 50100 5,28 -2,65 50/00 17,88 -20;79 ,00 2/27 -11521 55,00 5,11 -2,60 55/00 17,38 -19155 ,00 2,19 -11461 60,00 4,96 -2156 60100 16192 -18152 65100 2,12 -1,401 65;00 4;82 -2152 65t00 16151 -17163 7000 2,06 -1,351 70100 4,70 -2t48 70,00 16,13 -16185 ,00 2,00 -1,311 75100 4158 -2/44 75,00 15178 -16,18 /00 1,96 -11271 80/00 4,48 -2141 80,00 15145 -15,58 ,00 1,92 -1,231 85/00 4138 -2,37 85,00 15114 -15,05 ,00 1,89 -1,201 90,00 4129 -2>34 90,00 14,85 -14158 ,00 1l84 -1,161 95,00 4121 -2131 95100 14,59 -14114 , 00 1,81 -1,121 100,00 4,12 -2,28 1100/00 14134 -13t75 ,00 1,79 -1,101 105100 4105 -2,25 1105,00 14,11 -13139 ,00 1,76 -1,081 110100 3198 -2,22 1110100 13189 -13J05 ,00 1,73 -11051 115,00 3192 -2120 1115,00 13,68 -12/74 120100 1,71 -1,031 120100 3,85 -2,17 1120,0o 13,48 - 12t46 ,00o 1,68 -O1,001 125,00 3,80 -2,15 1125,00 13129 - 12120 ,00 1166 -,981 130,00 3,74 -2t12 1130,00 13111 - 11195 135100 1,65 -,961 135100 3169 -2,10.1135100 12195 -11, 72 ,00 1,62 -,941 140,00 3t64 -2,07 1140100 12;79 -11,51 ,00 6 - 92 145,00 3,59 -2105 1145,00 12,64 -11,31 ,00 1,59 -,911 150,00 3154 -2,03 1150,00 12149 -11112 Les charges de carbone sont celles qui sont permises pour obtenir le résultat revendiqué, mais il sera évident à l'homme de l'art que d'autres combinaisons de charge peuvent être envisagées conduisant à des résultats équivalents. Les résultats ci-dessus sont des résultats expérimentaux, mais les fonctions de e' et e" dépendant de F peuvent être approchées de très près dans la plage de 30 Mhz à 150 Mhz par: Pyramide torsadée: e' = 10E (-0,370 LogF + 1,005) (+/- 10 %) e" = - 10E (-0,484 LogF + 1,012) (+/10 %) Couche 1: e' = O10E (-0,353 LogF + 1, 317) (+/- 10 %) e" = - 10E (-0,222 LogF + 0,789) (+/- 10 %) Couche 2: e' = 10E (-0,316 LogF + 1,785) (+/- 10 %) e" = - 10E (-0,598 LogF + 2,347) (+/- 10 %) Les équations ci-dessus, montrent que Log(e') ou Log(e") sont des fonctions linéaires de Log(F) dans la plage de 30 à 150 Mhz. Les tableaux suivants donnent le coefficient de réflexion (Gamma) de la conception concernée pour différents angles d'incidence et polarisation. Le coefficient de réflexion (Gamma) est calculé à partir de 30 à 150 Mhz pour des angles d'onde incidente de 0', 15', ', 45' à la fois pour le mode électrique transverse et pour le mode magnétique transverse: Angle = 0,000000000000000E + 000 E - polarisé électrique Freq. Mag. Phase 30,0 0,0539 -28,0 ,0 0,0476 95,0 40.0 0,0881 77,0 ,0 0,0945 59,0 ,0 0,0822 49,0 55,0 0,0756 49,0 ,0 0,0845 49,0 ,0 0,1006 39,0 ,0 0,1136 22,0 ,0 0,1188 1,0 80,0 0,1176 -22,0 ,0 0,1099 -46,0 ,0 0,0971 -73,0 ,0 0,0829 -99,0 ,0 0,0688 -128,0 105,0 0,0542 -161,0 ,0 0,0428 164,0 ,0 0,0358 128,0 ,0 0,0310 90,0 ,0 0,0284 58,0 130,0 0,0257 26,0 ,0 0,0228 -3,0 ,0 0,0191 -27,0 ,0 0,0154 -49,0 ,0 0,0112 -72,0 Angle = 15,000000000000000 E - polarisé électrique Freq. Mag. Phase 30,0 0,0602 -9,0 ,0 0,0549 86,0 40.0 0,0946 76,0 ,0 0,1013 60,0 ,0 0,0887 50,0 55,0 0,0800 50,0 ,0 0,0867 50,0 ,0 0,1019 43,0 ,0 0,1153 28,0 ,0 0,1214 9,0 80,0 0,1212 -13,0 ,0 0,1143 -35,0 ,0 0,1019 -60,0 ,0 0,0873 -84,0 ,0 0,0724 -111,0 105,0 0,0563 -140,0 ,0 0,0429 -172,0 ,0 0,0339 153,0 ,0 0,0279 114,0 ,0 0,0251 79,0 130,0 0,0232 46,0 ,0 0,0214 16,0 ,0 0,0187 -7,0 ,0 0,0159 -29,0 ,0 0,0125 -50,0 Angle = 30,000000000000000 E - polarisé électrique Freq. Mag. Phase ,0 /0961 3'2 35.0 0t913 77, ,0 1 233 76, ,0 11290 651 5010 1152 56, 5510 1011 54, ,0,1001 55/ ,0,1107 521 j,0,1237 42, ,0 j1317 28' so0,0 1343 12 S510,1299 -6, t0,1195 -5, ,0,1054 -44l O0,0895 -63, r0 t0709 -84, 11010 10532 -1061 11510,0382 -129, ,0 t0248 -156, ,0 10162 1701 O0:0112 1221 t0 t0111 71, ,0 0118 39; ;0 10124 16, 1500O 10123 -4, Angle = 45,0000000000000 E - polarisé électrique Freq. Mag. Phase ,0,1 827 70, ,o0 i1757 sSr 4010 11955 871 ,0 >1970 79, 5010 IS13 71, ,0,1615 67, ,0 -,2003 66. ,0 12002 66, ,0 1576 61, ,0 (1647 54, ,0 i1693 44, ,0 I 1680 329 t0 11614 20, 9510,1496 8, *10010,1356 -4, j0,1179 -171 1 10,0 0996 -28, 11510 >0823 -381 ,0,0654 47r 12 5,0 r0516 -54, ,0,0394 -58 ,0,0294 -58t ,0, 0236 -56t to0,0196 -51t 15010,0177 -441 Angle = 0,000000000000000E + 000 M Polarisé magnétique Freq. Mag. Phase 300 0539 -2S, ,0,0476 95, ,0 10881 77 451,0 >0945 59, ,0 O822 49j ,0,0756 49t ,0 t0845 49, ,0 1006 391 ,0 I1 136 22 ,0 1188 1 ,0 _1176 -2, ,0,1099 -461 ,0,0971 -'731/ ,0,0829 -99, ,0,0688 -128, ,0 t0542 -161 ,0,0428 164! ,0,0358 128 1200,0310 90, 12510,0284 58, ,0,0257 26, ,0,0228 -3e ,0,0191 -27, ,0,0154 -49, ,0 t0112 -72 Angle = 15,oooo000000000000000ooo M - polarisé magnétique Freq. Mag. Phase ,0,)670 -29, ,0,0352 3S, ,0 0768 75 451,0,0853 58, jo0,0740 47, ,0,0658 48, ,0,0730 50, ,0,OSS6 43, 700,1023 2 7, ,0 11091 7, ,O 1 102 -15, ,0, 1 049 -39, ,0,0946 -64, ,0 o0s 23 -89, ,f0,0696 -116, ,0,0557 -147, ,0)0440 -178, l 15rO,0360 1481 ,0,0300 112, ,0,0267 79, ,0,0239 47, ,0,0213 17, ,0 0182 -7; I J ,0,0 151 -29, ,0,0115 -51, Angle = 30,000000000000000 M - polarisé magnétique Freq. Mag. Phase -j0 1090 -30D 3510 0227 -4t ,0,0447 57/ 4510 058$ 45, ,0 (0521 3 >550 r0394 30 601,0 0378 45, 6510,0501 507 ,0 / 0650 38, ,0 0757 21 ,0 0827 1i J5,0 10845 -21, ,0 1020-44, ,0 /0761 -66, X0 10692 -89, 1050,0600 -114 ,0,0504 -139 ,0,0422 -164, ,0,0345 1691 12510,0286 143 ,0,0234 115, ,0 0192 87, ,0 0158 64; ,0,0130 40, ,0,0102 18,. Angle = 45,000000000000000 M - polarisé magnétique Freq. Mag. Phase ,0, I95 -27, 350,1017 -36, >0,0676 -25 ,0,0670 - 1 8 ,0,0696 -28/ 5530 f0627 -43, jO 0,0496 -37 ,0;0339 -65i ,0,0223 -54/ ,0,0236 -291 ,0,0347 -23, 851,0,0463 -311 ,0 0566 -45, ,0,0616 -60, ,0 >0659 -751 O0 0679 -9 1100 10666 -109, /0,0635 -1241 ,0 10593 -140, ,0,0540 -154/ ,0,0483 -168) ,0 t0423 179, 14070,0366 168, ,0,0314 157, ,0,0264 148, On obtient le résultat suivant: Gamma Max en mode électrique transverse: Angle d'onde incident 0': 0,1188 Angle d'onde incident 15': 0, 1214 Angle d'onde incident 30: 0,1290 Angle d'onde incident 45': 0,1970 Gamma Max en mode magnétique transverse: Angle d'onde incident 0: 0, 1188 Angle d'onde incident 15': 0,1102 Angle d'onde incident 30: 0,1090 Angle d'onde incident 45': 0,1895 L'homme de l'art appréciera l'amélioration sur la conception de la technique antérieure à partir des résultats obtenus comme décrit ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Absorbeur avec une réflexion aux fréquences basses optimisée, comprenant: - une pyramide torsadée ayant une longueur 11 et des coefficients de permittivité el' et el", - une première couche contiguë à la base de la pyramide ayant une largeur 12 et des coefficients de permittivité e2' et e2", et - une seconde couche contiguë à la première couche ayant une largeur 13 et des coefficients de permittivité e3' et e3", ledit absorbeur étant caractérisé en ce que la longueur 11 est égale à 2,20 m (+/- lcm), la largeur 12 est égale à 0,188 m (+/- 1 cm), la largeur 13 est égale à 0, 302 m (+/- 1 cm), et el' = 10E (-0,370 LogF + 1,005) (+/- 10 %) el" = - 10E (-0,484 LogF + 1,012) (+/- 10 %) e2' = 10E (-0,353 LogF + 1,317) (+/- 10 %) e2" = -10E (-0,222 LogF + 0,789) (+/%) e3' = 10E (-0, 316 LogF + 1,785) (+/- 10 %) e3" = -10E (-0,598 LogF + 2,347) (+/- 10 %) dans la plage de fréquences de 30 à 150 Mhz. 2. Absorbeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pyramide torsadée et les première et seconde couches sont constituées de polyuréthane chargé avec du carbone. 3. Absorbeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la charge de carbone est respectivement de 0,051 livre/pied cube, 0,2 livre/pied cube et 0,9 livre/pied cube pour la pyramide torsadée et les première et seconde couches.