Antenne : cours – exercices et examens corrigés

Les antennes sont des dispositifs utilisés pour rayonner le champ électromagnétique dans l’espace ou pour le capter. Il existe de nombreux types d’antennes. Il est important d’avoir une connaissance globale de leur fonctionnement lors du choix d’un dispositif rayonnant. La compréhension de ce fonctionnement aidera, d’une part à utiliser l’antenne au mieux de ses performances et d’autre part, à en réaliser une conception optimale.

Les techniques de conception et de réalisation d’antennes se sont affinées au fur et à mesure que le domaine de l’électromagnétisme s’est développé. C’est un domaine relativement récent, puisque c’est en s’appuyant sur les équations de Maxwell que tous les développements théoriques et techniques ont pu progresser. Les avancées dans ce domaine ont été rapides car touchant aux transmissions radioélectriques dont le nombre d’applications est considérable.

Le principe de fonctionnement d’antenne repose sur le phénomène de diffraction. Dans la suite de cet ouvrage, nous en verrons les différents aspects théoriques. Il résulte de ce point que c’est la forme du dispositif diffractant qui détermine les caractéristiques du rayonnement. Les antennes ont des dimensions qui sont du même ordre de grandeur que celui de la longueur d’onde rayonnée.

  Le rôle des antennes

Antenne d’émission : Afin d’assurer la propagation dans l’air, il est nécessaire qu’un dispositif génère une onde rayonnée. Le rôle de l’antenne d’émission est de transformer la puissance électromagnétique guidée, issue d’un générateur en une puissance rayonnée. Dans ce sens, c’est un transducteur.

Antenne de réception : La puissance rayonnée peut être captée par une antenne de réception. Dans ce sens, l’antenne apparaît comme un capteur et un transformateur de puissance rayonnée en puissance électromagnétique guidée. Elle joue le même rôle qu’un télescope qui capte la lumière issue des étoiles et la transforme.

Réciprocité : Dans la plupart des cas, une antenne peut être utilisée en réception ou en émission avec les mêmespropriétés rayonnantes On dit que son fonctionnement est réciproque. Ceci est une conséquencedu théorème de réciprocité qui sera démontré plus loin. Dans quelques cas exceptionnels pourlesquels les antennes comportent des matériaux non linéaires ou bien anisotropes, elles ne sontpas réciproques.

Plan du cours des Antennes

1. Antennes, Introduction
2. Paramètres d’antenne
3. Electromagnétisme du rayonnement
4. Antennes élémentaires
5. Antennes filiformes
6. Antennes-réseaux
7. Antennes à ouverture
8. Antennes microrubans
9. Antennes à large-bande
10. Méthode des moments
11. Propagation, Introduction
12. Espace libre
13. Diffraction
14. Réfraction troposphérique
15. Liens micro-ondes
16. Ondes d’espace
17. Environnement complexe
18. Ondes de surface
19. Ondes ionosphériques
20. Traitement d’antenne

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Traitement du signal : cours – Exercices et examens corrigés

Le traitement du signal est une discipline technique qui a pour objet la détection, l’élaboration et l’interprétation des signaux porteurs d’informations.

Elle s’appuie sur la théorie du signal qui donne une description mathématique des signaux. Cette théorie fait essentiellement appel à l’algèbre linéaire, l’analyse fonctionnelle, l’électricité et l’étude des processus aléatoires.

Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d’objets ayant des formes particulières.

Exemples:

• Onde acoustique : courant délivré par un microphone (parole, musique, …)
• Signaux biologiques : EEG, ECG
• Tension aux bornes d’un condensateur en charge
• Signaux géophysiques : vibrations sismiques
• Finances : cours de la bourse
• Débit de la Seine
• Images
• Vidéos
• etc…

CLASSEMENT DES SIGNAUX

1er classement :

• Signaux certains: pas d’information
• Signaux aléatoires: informations, bruits

2ème classement :

• Signaux analogiques :Infinités d’états
• Signaux numériques :Nombre limité et discret d’états

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