La structure de l’indice de réfraction de gradient (GRIN) est un résultat optique généré par une variation progressive de l’indice de réfraction d’un milieu hôte pour améliorer la conception de nouveaux dispositifs à micro-ondes 1. Ainsi, ces modifications du milieu hôte peuvent être utilisées pour produire des lentilles pour tous les spectres électromagnétiques à surfaces planes, ou volumes 3D ne présentant pas les aberrations des lentilles sphériques traditionnelles ou présentant un gradient de réfraction avec des variations sphériques, axiales ou radiales [1, 2]. Ce gradient de réfraction peut être réalisé dans un milieu homogène ou inhomogène en utilisant des méthodes soustractives ou additives comme technique de contrôle de la porosité du matériau. La porosité, ou fraction de vide, est une méthode technologique de contrôle de la permittivité permettant de mesurer le vide comme méthode soustractive en réduisant le milieu hôte ou en utilisant un ratio du remplissage de matériau comme méthode additive, qui peut avoir un pourcentage entre 0 % et 100 %, pour réaliser la plate-forme finale [3]. Les structures poreuses intégrées dans le cadre homogène ont des intérêts scientifiques et trouvent leur utilité dans la conception de lentilles GRIN en raison de leur capacité à atteindre la permittivité virtuelle voulue dans la masse du matériau. Sans surprise, le contrôle de la permittivité virtuelle traditionnelle avec des matériaux poreux impliquant des diélectriques en réduisant la densité (taux de remplissage) des trous sphériques ou cylindriques était déjà prouvée dans les années 1950 de même que toutes les techniques avec l’ordre de conception de haute liberté qui pourrait être produit avec un processus de fabrication additif [4]. Malheureusement, ces résultats n’ont pas reçu beaucoup d’attention aujourd’hui malgré l’analyse très intéressante et précise. Dans les années 1950, la première analyse visant à contrôler la permittivité virtuelle, en utilisant un tableau de cellules sphériques et cylindriques dans le Téflon et le polystyrène, a été étudiée et prouvée avec des expressions mathématiques [5, 4]. Sur la base des analyses de pores cylindriques, pour un rapport longueur-diamètre élevé, le contrôle de la permittivité est directement lié à l’orientation des champs électriques et des axes de pores cylindriques. En utilisant ces méthodes de porosité, le contrôle de la permittivité dans les plages comprises entre 1,1 et la permittivité du milieu hôte peut être obtenu. Pour élargir cette gamme, des matériaux liquides à cellules poreuses tels que le mélange acétonitrile/benzène peuvent être utilisés pour remplir et augmenter la permittivité relative du milieu hôte jusqu’à  = 37. Dans cette thèse, nous avons introduit des concepts innovants et optimisés dans le cadre des communications mmWave, à savoir antennes optiques non magnétiques à gradient de réfraction. Les deux idées sont destinées à améliorer les technologies de fabrication actuelles pour les dispositifs GRIN dans le spectre mmWave: la lentille Lüneburg et les plaques zonales de Fresnel (FZP) dans le cadre homogène. D’une part, la porosité du matériau peut être utile pour simplifier la conception de permittivité virtuelle, non seulement dans les étapes de mise en œuvre et de mesure, mais aussi pour activer des cellules potentielles avec de nouvelles propriétés à large bande et des schémas simplifiés de compensation de perte dans les spectres mmWave et sub-mmWave. D’un autre côté, les techniques de contrôle de la permittivité basées sur la porosité du matériau peuvent également faciliter le développement de nouvelles techniques de conception de dispositifs GRIN pour les applications de lentilles. En fait, l’introduction de la théorie des matériaux basée sur le traitement de la porosité est l’une des méthodes les plus encourageantes pour contrôler la permittivité intrinsèque du matériau. En conclusion, en ce qui concerne la vaste gamme d’applications du contrôle de la permittivité avec des structures poreuses, nous pouvons prévoir plusieurs cas d’utilisations passionnantes pour le design gradué du support dans les objets planaires ou 3D. En raison de la vaste collection d’utilisation, ce concept proposé utilise des dispositifs d’impression 3D (certains d’entre eux ont été confirmés expérimentalement dans cette thèse), et le projet présenté peut motiver le développement d’une forme innovante de dispositif de lentilles plus efficaces sous forme d’antenne dans les domaines de la communication mmWave. Les avantages de cette conception de la permittivité virtuelle en utilisant des approches homogènes diélectriques ou métalliques complètes comprennent: (i) une simplification notable des configurations graduées actuellement requises et basées sur l’approche de changement de matériau pour obtenir la variété équivalente de fonctionnalités; (ii) la possibilité de réaliser des dispositifs GRIN tout optique pour des applications de conception d’antennes de lentilles, avec développement de plages d’impression de mm à nm à atteindre, jusqu’à présent, grâce à une technologie de fabrication additive largement utilisée de nos jours; et (iii) le reste significatif des difficultés pratiques antérieures de conception de milieu GRIN dans les procédés de fabrication des dispositifs de lentilles est résolu. Tous les schémas proposés apparaissent comme des solutions stables et fiables pour des conceptions de lentilles GRIN efficaces pour des applications pratiques, et ils peuvent également être entièrement intégrés dans l’industrie pour une fabrication à court terme. Dans l’ensemble, nous nous attendons à ce que le résultat de notre approche de conception poreuse pour la conception d’antennes à lentilles ait un effet scientifique et économique nettement pertinent dans des domaines aussi divers telque la communication mmWave et les applications de focalisation des ondes.