Pour modéliser la propagation d'une onde électromagnétique traversant l'ionosphère, différents formalismes assument l'hypothèse d'une onde incidente plane illuminant les irrégularités ionosphériques. Cependant, les satellites en orbites basses (LEO, Low Earth Orbit) suivant une trajectoire à faible altitude, leur proximité avec l'ionosphère rend l'approximation d'une onde plane électromagnétique illuminant l'ionosphère contestable et la prise en compte de la sphéricité de cette dernière devient nécessaire. Ainsi, ces travaux proposent une comparaison des différents formalismes de calcul, à savoir onde incidente plane, onde incidente sphérique et onde plane corrigée (méthode heuristique). Des approches, soit numérique (méthode de résolution numérique de l'équation parabolique en milieu stochastique, ou PWE MPS pour Parabolic Wave Equation - Multiple Phase Screens) [Knepp, 1983][Fabbro et al., 2012], soit analytique (approche dite de Rytov ou de faibles perturbations) [Rytov et al., 1989] [Wheelon, 2003], peuvent être considérées pour comparer les différents formalismes, mais on considère ici uniquement la méthode analytique.

Les limites dues à l'approximation de l'onde incidente à une onde plane par rapport à une onde incidente sphérique pour prédire les effets de scintillation 3D ont été évaluées quantitativement pour une configuration particulière. Lors de cet exercice, les formulations analytiques pour les variances de log-amplitude et de phase et les spectres associés ont été explicitées. De plus, la méthode heuristique (Plane Wave Corrected) proposée pour corriger le formalisme dérivé sous hypothèse onde incidente plane a montré de très bons résultats sur les indices de scintillation et les spectres, même à basses altitudes. Néanmoins, les vitesses de déplacement du milieu ionosphérique par rapport au porteur qui ont été choisies pour cette étude sont similaires quelle que soit l'altitude, ce qui est une hypothèse forte. Une étude plus poussée avec des configurations plus réalistes est envisagée pour terminer cette étude et répondre aux questionnements des industriels sur l'impact de la scintillation ionosphérique pour différentes applications satellitaires.