Radiothermométrie micro-ondes

1 - Principe physique et questions fondamentales

• 1.1 - Bruit thermique. Loi de Planck. Approximation de Rayleigh-Jeans
• 1.2 - Radiothermométrie en champ lointain ou en champ proche, à puissance totale ou par corrélation
  Figure 1 - Comparaison des principes de la RMOC avec la radiothermométrie micro-onde à puissance totale Figure 2 - Transfert radiatif entre deux charges adaptées
• 1.3 - Équivalence entre mesure de température d’une impédance et d’un matériau
  Figure 3 - Puissance de bruit captée par une antenne adaptée Figure 4 - Cas d’une charge z quelconque Figure 5 - Cas d’une sonde avec interface non adaptée

2 - Problème direct en radiothermométrie

• 2.1 - Radiothermométrie à puissance totale
  Figure 6 - Évolution des FPA pour des milieux homogènes (eau, gras, muscle, peau) Figure 7 - Diagramme de visibilité calculé à 3 GHz pour l’eau et le glycérol suivant le grand côté de la sonde x et le petit côté de la sonde y Figure 8 - Influence de la fréquence et des dimensions de la sonde sur le diagramme de visibilité calculé pour peau (1 mm) + sein (ε2 = 30 − j10,2) suivant le grand côté x des sondes
• 2.2 - Radiothermométrie par corrélation
  Figure 9 - Évolution des FPA calculées sur la bande 2 à 4 GHz le long d’une ligne de transmission de 20 mm réalisée sur alumine

3 - Problème inverse en vue d’une radiothermométrie quantitative à distance

• 3.1 - Nécessité d’un bon protocole de mesure et questions préliminaires
  Figure 10 - Mise en évidence d’une élévation de température nulle malgré l’existence de points chauds
• 3.2 - Méthode par optimisation multisonde ou multifréquentielle
• 3.3 - Méthode par déconvolution et filtrage
  Figure 11 - Amélioration de la taille minimale interprétable par l’imagerie radiométrique micro-onde
• 3.4 - Méthode par filtrage adaptatif de type Kalman
  Figure 12 - Exemple d’inversion pratique sur un arc de cercle semi-infini dont l’axe est perpendiculaire à la surface d’investigation Figure 13 - Schéma bloc du filtre de Kalman dans le cas stationnaire

4 - Applications médicales et industrielles

• 4.1 - Différentes techniques de construction de radiomètres micro-ondes
  Figure 14 - Schéma du radiomètre de Dicke Figure 15 - Schéma du radiomètre à méthode de zéro Figure 16 - Schéma du radiomètre intégrable autocalibrant
• 4.2 - Applications médicales
  Figure 17 - Image radiométrique obtenue sur une patiente ayant un point chaud caractéristique d’une tumeur maligne
• 4.3 - Applications industrielles
  Figure 18 - Synoptique du radiomètre à bruit ajouté Figure 19 - Exemple de montage utilisé : ligne coplanaire de 20 mm de long ayant des pertes proches de 1 Np/cm (8,7 dB/cm) Figure 20 - Exemple de reconstruction d’un profil de température sur une ligne coplanaire de 20 mm de long ayant des pertes proches de 1 Np/cm (8,7 dB/cm) Figure 21 - Image radiométrique obtenue sur patiente et traitement d’image associé
• 4.4 - Perspectives de radiothermomètres temps réels
• 4.5 - Radiothermomètre intelligent

5 - Conclusion