Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l’étude et la conception de lentilles continues en guide d’ondes à plans parallèles (PPW) pour des applications multi-faisceaux. La conversion du front d'onde est assurée par une lentille formée d’une lame et d'une cavité transversale. Ce concept, proposant une approche mécanique simplifiée et possiblement purement métallique, est particulièrement attractif pour les futurs systèmes de communications par satellites (GEO/LEO) requérants des solutions à moindre coût tout en maintenant de hautes performances. La première partie de cette thèse présente la réalisation d’un outil d’analyse numérique basée sur l’optique géométrique (GO). Une prédiction rapide et précise des performances en rayonnement est obtenue. En combinant cet outil avec des processus d’optimisation, des performances en dépointage sur un large secteur angulaire sont ensuite démontrées, incluant une stabilité des diagrammes en rayonnement (ouverture à mi-puissance, niveaux de lobes secondaires et pertes en dépointage). Un prototype fonctionnant dans la bande Ka est réalisé, validant les performances précédemment obtenues. De hautes efficacités de rayonnement sont également mises en avant sur l’ensemble de la plage de fréquence. Enfin un second prototype plus compact basé sur de multiples lentilles est proposé et étudié, démontrant des performances similaires à la première solution fabriquée et mesurée. / The activities presented in this PhD focus on the study and development of continuous parallel plate waveguide (PPW) lenses for multiple beam applications. The wave front conversion is ensured by a PPW transversal ridge and cavity. The proposed concept, based on a simplified mechanical approach and possibly full-metal, is particularly suitable for future satellite communication systems (GO/LEO) requiring low-cost antennas while maintaining high performances. The first part of the thesis deals with the development of a numerical analysis tool based on geometrical optics (GO). A fast and accurate prediction of the radiation performance is provided.Combining the tool with optimization processes, large scanning performances have been demonstrated, including a stability of the radiation pattern performance (HPBW, SLL, scan loss). A prototype working at Ka band has been manufactured, validating the performances demonstrated previously. High radiation efficiencies are also proved over the entire frequency range. Finally, a second prototype targeting performances in compactness and based on multiple lenses is proposed and studied, showing similar performances as the first solution fabricated and measured.

To investigate near-eld contributions for installed antennas, an in-house code iswritten to incorporate near-eld terms in Shooting and Bouncing Rays (SBR). SBRis a method where rays are launched toward an object and scatter using GeometricalOptics (GO). These rays induce currents on the object, from which the totalscattered eld can be found.To gauge the eect of near-eld terms, the in-house code can be set to excludenear-eld terms. Due to this characteristic, the method is named SBR Includingor Excluding Near-eld Terms (SIENT). The SIENT implementation is thoroughlydescribed. To make SIENT more exible, the code works with triangulated meshesof objects. Antennas are represented as near-eld sources, allowing complex antennasto be represented by simple surface currents. Further, some implementedoptimizations of SIENT are shown.To test the implemented method, SIENT is compared to a reference solution andcomparable commercial SBR solvers. It is shown that SIENT compares well to thecommercial options. Further, it is shown that the inclusion of near-eld terms actsas a small correction to the far-eld of the installed antenna. / För att undersöka närfältsbidrag för installerade antenner, har en kod skrivits för‌att ta med närfältstermer i Shooting Bouncing Rays (SBR). SBR är en metod där strålar (”rays”) skjuts mot ett object och sprids via Geometrisk Optik (GO). Dessa strålar inducerar strömmar på objectet, från vilka det totala sprida fältet kan hittas. För att undersöka bidraget från närfältstermer, så kan koden exkludera dessa. På grund av denna karaktär, kallas koden SBR Including or Excluding Near-field Terms (SIENT). Implementationen av SIENT beskrivs utförligt. För att göra SIENT mer flexibel, arbetar SIENT med triangulerade nät av objekt. Antenner representeras av närfältskällor, vilket låter komplexa antenner representeras med enkla yt-strömmar.Implementerade optimeringar av SIENT visas också.För att testa den implementerade metoden, jämförs SIENT med en referenslösning och jämförbara kommerciella SBR-lösare. Det visas att SIENT överensstämmer bra med kommerciella alternativ. Det visas också att närfältstermer agerar som enmindre korrektion till fjärrfältet av den installerade antennen.

Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse s’intègre bien dans le domaine de la télédétection de l’environnement maritime. Il porte notamment, d’une part sur l’étude de l’interaction d’une onde électromagnétique avec une surface maritime en présence d’une cible complexe et observée en configuration bi-statique. D’autre part l’étude est complétée par l’étude et l’analyse de l’influence des différents paramètres à la fois liés à la cible et aussi à l’environnement. Dans ce contexte d’étude, le présent travail s’articule autour de deux volets importants. Le premier vise l’étude et la simulation de la Surface Equivalente Radar(SER) d’une cible complexe placée dans son environnement maritime. Et un deuxième volet applicatif traite l’imagerie radar ISAR d’une scène observée, avec prise en compte des cibles présentes sur la surface. Afin de traiter le premier point, le modèle électromagnétique retenu est basé sur une combinaison de méthodes asymptotiques (Optique Physique (OP), Optique Géométrique (OG), Méthode des courants équivalents (MCE)). Pour l’étude de l’influence de la surface de mer sur la réponse électromagnétique de la cible, nous avons opté pour une représentation de la scène (cible+surface de mer) par un ensemble de facettes triangulaires. Dans ce cadre, la cible discrétisée par un maillage triangulaire est générée à l’aide d’un outil de CAO (CATIA V5), quant à la surface de la mer, elle est générée en utilisant le spectre de mer d’Elfouhaily (et le modèle de Debye pour la prise en compte des paramètres diélectriques de l’eau de mer). Enfin, pour l’application de l’imagerie radar ISAR, le calcul de la SER de la cible navale a été effectué en considérant une nouvelle représentation de la cible en parallélépipèdes. La méthodologie proposée a été évalué via des simulations ainsi que des expérimentations sur un modèle générique d’un navire. / The work presented here interset with remote sensing of the maritime environment.It espacially carried with the study of electromagnetic scattering by sea surface with the presence of the target. This study is done in bistatic configuration. So, it is completed by the analysis of the influence of various parameters related to the target and also to the environment. In this context, this work focuses on two important parts. The first is the study and simulation of Radar Cross Section (RCS) of a complex target placed in the maritime environment.And the second part deals with the application of ISAR radar imagery of an observed scene, with consideration of target on the sea surface. We have opted for a combination between Physical Optics (PO), Geometrical Optics (GO) and Equivalent Edge Currents (ECM) (POGO/ EMC) to estimate the RCS. In order to take into account the infuence of sea surface, we have genereted a 2D sea surface from the Elfouhaily spectrum. In order to integrate the target into the scenario (the target in its environment, radar imagery), we propose a parallelepiped representation of the naval taget and RCS calculation. The proposed methodology was evaluated through simulations and measurements on a generic model of a ship.