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Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

  1. Djelangelo

    Date d'inscription
    mars 2009
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    33
    Messages
    15

    Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    Bonjour,

    Voila mon problème. Je cherche à calculer le bilan d'une liaison radio au dessu de la mer, sachant que celle ci se fait entre une base ex: gros bateau) avec une antenne à 3m et un véhicule mobile (ex: petit bateau autonome) avec une antenne à 30 cm et le but est de réussir celle ci à 3km. De plus je dois calculer avec 3 config 900MHz, 2.4GHz et 5GHz. Ces communications ont déjà été testé en condition réel et je dois trouver pourquoi celà ne marche pas.

    Je sais faire le bilan de liaison radio en espace libre avec la formule:

    P.reçue=P.emise-(32,4+20log(f)+20log(d))

    Cependant vu la hauteur des antennes vous imaginez bien que l'ellipsïde de fresnel est sérieusement entamée

    Donc les questions sont:

    Y a t il une formle reliant l'atténuation de la liaison et le pourcentage de la première ellipse de Fresnel encombrée

    Quelle est la nouvelle formule d'un bilan de liaison avec ces paramètres (je rapelle que cela se passe au deçu de la mer)

    Merci j'espère ne pas avoir été trop long et assez explicite

    NB: j'ai trouvé cette formule pour les liaisons avec obstruction du 1er ellipsoïde de fresnel

    P.reçue=P.emise+20 log(H.b*H.v)-40log(d)

    avec H.b hauteur antenne base et H.v hauteur antenne véhicule

    Le problème étant qu'avec cette formule j'ai théoriquement une meilleur liaison qu'en zone libre

    -----

     


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  2. PIXEL

    Date d'inscription
    mai 2003
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    Colombes 92
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    67
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    39 056

    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    la seconde approximation, tenant compte de la hauteur des antennes, est plus réaliste.

    TOUTEFOIS , on ne tient pas compte de la réflexion à la surface de la mer , qui perturbe sérieusement le diagramme.

    d'autre part , il me semble qu'a 2,4 gigas on est pas loin de la raie d'absorption de l'eau, ce qui n'arrange pas le bilan.

    c'est bien pourquoi les UHF ne sont pas utilisées dans ce milieu , nos (grands) pére n'étaient pas si stupides en imposant la norme des VHF basses pour les liaisons à courte distance.

    mais qu'une liaison 900 mégas n'est pas fonctionné me surprend plus, toutefois , comme je ne connais pas les conditions d'essai je ne peux me prononcer.
    Ce que je peut dire c'est qu'une paire de talkies walkies 433 mégas 0,5 W (norme PMR) avec leur antenne incorporée (de rendement calamiteux) porte à plusieurs KM en mer pour peu qu'on prenne le soin de bien dégager ( un des deux postes était en haut d'une falaise) afin de repousser l'horizon optique.
     

  3. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    10 002

    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    Bonjour,

    Il faut faire une coupe de la liaison
    La terre est ronde et a un rayon standard de 4/3 * 6400 km. Le rayon 4/3 est choisit compte tenu du gradiant d'indice de l'air. Il faudrait voir si cette loi est encore valable au raz de l'eau.

    Par ailleurs, il faut voir les conditions de reflexion et les zones d'interferences destructives qui interrompent la liaison
     

  4. f6bes

    Date d'inscription
    février 2005
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    51 508

    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    Bjr Djelangelo et bienvenue sur FUTURA,

    Juste une donnée absente : quelle puissance ?
    Antenne à 3m je suppose au dessus de l'eau,mais QUELLE antenne ? 1/4 d'onde autres ..?
    Antenne à 0.3m, la faut de BAISSER par dessus le bastinguage, meme si le bateau est PETIT !
    Itou quel type d'antenne ?
    Faudrait voir quelle est la distance de l'horizon au DESSUS de 0.3m du niveau de la mer. , meme si 3 kms ...c'est pas la mer....à boire !!

    TOUS ces paramétres jouent sur l'efficassité d'une liaison !
    Mais 0.3m faut peut etre pas en demander trop !!
    Un logiciel pour calcul de possibilité de liaison radio:http://www.cplus.org/rmw/

    A+
    Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!
     

  5. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
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    10 002

    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    bonjour,

    J'ai fait un calcul rapide, l'horizon radioelectrique à 3 m de haut est à environ 8 km.

    Lorsque l'elipse de frenel est occultée à moitié la puissance recue chute de 3 dB

    Reste à etudier les points ou les zones en fonction de la distance emission / reception ou l'onde directe arrive en opposition avec l'onde reflechie sur la surface de la mer (difference de marche = K lambda/2 ) dans ces zones la reception est impossible ou très mauvaise.

    avec quelques mW les 8 km de portée doivent être possible, aux zones perturbées près...
     


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  6. PIXEL

    Date d'inscription
    mai 2003
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    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    Citation Envoyé par calculair Voir le message

    avec quelques mW les 8 km de portée doivent être possible, aux zones perturbées près...
    tout dépend de l'antenne , simple fouet , ou directive à très grand gain .

    tu ne dis rien, non plus , de la figure de bruit du récepteur, qui conditionne la porté pratique...

    bref , ça devient vite une étude inextricable
     

  7. Djelangelo

    Date d'inscription
    mars 2009
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    Messages
    15

    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    Merci à tous pour vos réponses, je vais essayer d'être plus précis.

    Le but du projet est de réaliser une communication TCP/IP (d'où l'utilisation du wifi) entre un bateau (antenne de 3m) et un sous marin qui une fois à la surface va transmettre ses infos (antenne 0,3m)

    Ci-dessus vous trouverez les caractéristiques liaisons utilisée ainsi que les résultat de simulation de la zone de fresnel avec Matcad pour des distance de 500m, 1500m et 3000m et voici les courbes

    pour 900MHz j'ai :
    Puissance transmis bateau : 62dBm - seuil de sensibilité : -118dBm
    Puissance transmis S-M: 23dBm - seuil de sensibilité : -99dBm
    Distance théorique possible en espace libre = >16km
    700m
    à 500m => 31,5% de zone de fresnel libre
    à 1500m => 18,5% de zone de fresnel libre
    à 3000m => 13,2% de zone de fresnel libre

    pour 2,4GHz j'ai :
    Puissance transmis bateau : 26dBm - seuil de sensibilité : -91dBm
    Puissance transmis S-M: 22dBm - seuil de sensibilité : -87dBm
    Distance théorique possible en espace libre = 1,4km
    Distance réelle atteinte = 500 m
    à 500m => 48,9% de zone de fresnel libre
    à 1500m => 29,8% de zone de fresnel libre
    à 3000m => 21,4% de zone de fresnel libre

    pour 5,0GHz j'ai :
    Puissance transmis bateau : 42dBm - seuil de sensibilité : -108dBm
    Puissance transmis S-M: 30dBm - seuil de sensibilité : -96dBm
    Distance théorique possible en espace libre = 10,4km
    Distance réelle atteinte = 1,5km
    à 500m => 65,2% de zone de fresnel libre
    à 1500m => 41,8% de zone de fresnel libre
    à 3000m => 30,4% de zone de fresnel libre

    Tous cela en prenant compte de la rondité de la terre mais celle ci n'a pas trop d'incidence à ces distances.

    A cette hauteur d'antenne le phénomène de reflexion ne rentre pas en compte, la distance direct du singnal étant pratiquement égale à la distance des rayons réfléchis.

    Personnellement je pense que les résultats réels trouvés sont dus à la zone de fresnel emcombrée. Mais j'aimerais avoir une formule indiquant l'atténuation en fonction du pourcentage de zone encombrée.
     

  8. f6bes

    Date d'inscription
    février 2005
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    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    Citation Envoyé par Djelangelo Voir le message
    Le but du projet est de réaliser une communication TCP/IP (d'où l'utilisation du wifi) entre un bateau (antenne de 3m) et un sous marin qui une fois à la surface va transmettre ses infos (antenne 0,3m)
    Bjr à toi,
    T'es guére plus explicite : c'est QUOI une ANTENNE de 3m en WiFi ? (2.4 GHz)
    Y a de quoi se poser des questions ?

    Par contre tu changes ALLEGREMENT de données (fréquence!) avec TOUJOURS la MEME antenne.
    Si tu peux éventuellement expliciter, ce ne serait pas plus mal ?

    En attendant , .........éventuellement..... la suite !
    A+
    Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!
     

  9. Djelangelo

    Date d'inscription
    mars 2009
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    15

    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    bonjours

    à 3m wifi signifie qu'elle est fixée à 3m avec des point d'accès wifi.

    les antennes utilisées sont:

    pour 900MHZ
    Bateau => http://www.profilant.net/pdf/24040500/$File/CXL%20900-6LW%20fr.pdf!Open

    S-M => http://www.ascome.ca/procom/portable/elf900.htm

    pour 2.4GHz
    Bateau => http://www.profilant.net/pdf/24060800/$File/CXL%202400-6LW%20fr.pdf!Open

    S-M => http://www.profilant.net/pdf/26090500/$File/ELF%202500-TNC%20fr.pdf!Open

    pour 5.0GHz
    Bateau => http://www.streakwave.com/mmSWAVE1/V..._DataSheet.pdf

    S-M => je e trouve plus le lien mais c'est la même que les autre pour 5.0GHz

    Le gain des antennes est inclu dans la puissance de transmission donné ainsi que dans la sensibilité de réception.

    Normalement le type d'antenne n'a pas d'influence sur la zone de fresnel non???
     

  10. f6bes

    Date d'inscription
    février 2005
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    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    Citation Envoyé par Djelangelo Voir le message
    bonjours

    à 3m wifi signifie qu'elle est fixée à 3m avec des point d'accès wifi.
    Bsr à toi,
    C'est y pas mieux en le disant !
    Dire :" ..une antenne DE 3m.." et un antenne A 3m de HAUT, ça évite TOUT quipropo ! C'est tout de meme DIFFERENT en tant que vocabulaire.

    Juste une remarque: ton antenne à 0.3m des flots n'est elle pas "humide" (sa protection)en permanence meme si elle est protégée ?
    J'ai souvenir d'avoir rélaisé des essais entre une antenne "mouillée" et non mouillée. C'était en émission sur 2.3 Ghz .
    En NON mouillé l'indicateur de champ avait été calibré sur l'indication 100.
    En "mouillée" l'indicateur n'indiquait plus que ...15/20 environ.
    Est ce que l'eau (salée) sur la protection, ne crée pas une forte atténuation ?
    Bonne soirée
    Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!
     

  11. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
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    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    Bonjour,

    Si tu veux faire un calcul precis, il faudrait connaitre le comportement de la surface d'eau aux ondes.
    La polarisation horizontale ou verticale pourrait peut être modifier certain paramètre.

    Quant au phenomène lié a l'obstructuction de la zone de frenel, il faut regarder la spirale de Cornu en optique.

    Je pense le souvenir

    que l'obstruction à 50 % de la 1° zone de frenel va provoquer une augmentation du champ. La chute du niveau reçu intervient poir une obstruction superieure ( attention aux vagues !!)Les frequences le plus basses sont donc privileguées

    Je negligerais donc ce phenomène compte tenu que l'obstruction ne depasse guere cette valeur.

    Je sais si vous tenez compte des vagues, qui peuvent avoir un effet important.

    Pour des surfaces d'antennes de reception identiques , et une PIRE equivalente, la puissance reçue devrait restée sensiblement la même.
     

  12. Djelangelo

    Date d'inscription
    mars 2009
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    15

    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    Rebonjour,

    Bien vu le coup de l'antenne mouillée je pense en effet que ca pourrait avoir une incidence, bien que je ne pense pas qu'elle seule soit la cause de la baisse de portée. Mais c'est une bonne piste à fouiller.

    Merci
     

  13. Djelangelo

    Date d'inscription
    mars 2009
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    15

    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    me revoila,

    Etant donné vos compétences autant en profiter.

    Je sais que la PIRE légale d'emission en france est de 100mW pour le 2,4GHz et de 1W pour le 5GHz

    1) est ce que la PIRE légale pour le 900MHz est bien de 10W.

    2)Est ce que la PIRE se calcule bien par:
    PIRE=Puissance emmission Point d'accès(en dBm) + Gain d'antenne + Perte câble et connecteur (valeur négative).

    3)Sachant que mon utilisation du système ne sera pas continue et qu'il s'agit d'une connexion pont à point et privé. Pensez-vous qu'il soit nécessaire de faire une autorisation d'utilisation à la PIRE pour dépasser la PIRE légale

    Merci encore pour votre aide
     

  14. PIXEL

    Date d'inscription
    mai 2003
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    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    à ma connaissance la bande 900 mégas n'est pas libre d'usage :

    890,000-915,000 MHz : Mobiles (sauf aéronautique) GSM

    source : site de l'ART

    une émission pirate dans cette bande peut te faire offrir un logement gratuit (de confort spartiate toutefois) par l'état.
     

  15. f6bes

    Date d'inscription
    février 2005
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    Nimes Age: 73000 millions de kms autour du soleil !!
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    Re : Calcul d'une liaison radio au dessus de la mer

    Bsr à toi,
    Puissance PIRE=puissance ISOTROPE rayonnée équivalente (PIRE) est définie dans la direction de l'antenne où la puissance émise est maximale : c'est la Puissance qu'il faudrait appliquer à une antenne isotrope pour obtenir le même champ dans cette direction. ...

    Les pertes cables et connecteurs n'ont pas à etre prise en compte.
    C'est la puissance effective au "cul" de l'antenne comparée à une source ISOTROPIQUE.

    Pour les puissances autorisées voir l'ARCEP.

    Bonne soirée
    Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!
     


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