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En effet, pour une onde polarisée parallèlement au plan d’incidence, l’intensité réfléchie
s’annule pour un angle donné appelé angle de Brewster 6 , et l’onde réfléchie est alors
entièrement polarisée perpendiculairement. Il s’ensuit un déphasage de l’onde incidente de
180°. Lorsqu’on augmente la valeur de la constante diélectrique du milieu 2, on observe un
accroissement des coefficients de réflexion pour un angle donné, et par conséquent les
coefficients de transmission sont moins élevés 7 . Notons que lorsque la constante diélectrique
augmente, les conditions de Brewster sont atteintes pour des angles plus élevés.
Surface rugueuse
Les surfaces naturelles sont rarement lisses et présentent une rugosité dont la
description est complexe. Des champs diffractés apparaissent et l’onde incidente subit une
dépolarisation à l’interface. Le champ diffracté peut s’écrire comme la somme d’une
composante ayant la même polarisation que l’onde incidente et d’une composante présentant
la polarisation duale de l’onde incidente.
Le critère de Rayleigh est classiquement utilisé pour déterminer le degré de rugosité
d’une surface par rapport aux caractéristiques du système d’observation, en particulier la
longueur d’onde radar . Une surface est considérée comme rugueuse si l’écart type des
hauteurs, noté s, vérifie (Ulaby et al., 1982) :
(2.14)
où
est l’angle d’incidence. Le critère de Rayleigh permet d’étudier l’effet de la rugosité de
surface sur la diffusion d’une onde. Par exemple, une surface peut apparaître lisse en bande L
(10-30 cm) et rugueuse en bande X (2,5-4 cm). Schématiquement, la relation entre la rugosité
du sol et la diffusion est illustrée par un diagramme de diffusion (Figure 2.6). Comme montré
précédemment dans le cas d’une surface lisse, l’énergie de l’onde incidente est réfléchie
majoritairement dans la direction spéculaire : un capteur monostatique ne devrait
théoriquement recevoir aucun signal sauf en incidence normale. Lorsque la rugosité
augmente, la composante spéculaire diminue et la quantité d’énergie rétrodiffusée vers le
capteur augmente. Cependant, le critère de Rayleigh ne tient pas compte de la structure
horizontale des points de la surface.
6 L’angle de Brewster est atteint lorsque l’angle entre les rayons réfléchi et réfracté est perpendiculaire. Il est
donné par la formule : .
7 Puisque d’après les lois de Fresnel et .
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