Influence d'un coaxial sur transmission radio

[Maths-Stup]

Bonjour à tous,
J'étudie actuellement les phénomènes induisant une perte de puissance lors de la transmission radio.
J'ai notamment vu qu'un dipôle demi-onde, dont la résistance équivalente est de 75 Ohms en fonctionnement, devait être connecté à un coaxial de même impédance pour éviter les pertes par désadaptation, soit.
Mais tout cela n'est pas très clair, j'ai aussi vu un sujet de concours qui nous amène à donner l'expression de l'impédance d'entrée du coaxial en fonction de :
-La résistance interne du générateur
-La résistance caractéristique du câble
-La longueur du câble
-Du nombre d'onde de l'onde en tension qui traverse le coaxial.
Sachant qu'on est bien sûr dans la situation ou le générateur alimente le coaxial, lui même relié à la charge.
Mes questions sont donc les suivantes : la longueur du coaxial a-t-elle vraiment une influence (notable !) sur la transmission de puissance ? Et finalement quelle est la différence entre l'impédance d'entrée du cable et son impédance caractéristique ?
J'aurais eu tendance à penser que n'importe quelle longueur de coaxial convenait puisque l'impédance caractéristique est de 75 Ohms.

PS : J'y pense d'ailleurs, un dipôle demi-onde a une impédance dont la partie réelle seulement vaut 75 Ohms, quid de la partie imaginaire ? (j43 Ohms) Ne cause t-elle pas des pertes par désadaptation elle aussi ?

Merci d'avance à vous
-----

[phys4]

Bonjour,

L'adaptation d'un câble coaxial permet d'optimiser le couplage et peut être utiliser à une longueur quelconque. L'onde est progressive dans ce cas et il n'y a pas de max et min en tension, courant.

Le problème qui vous avez vu devait se rapporter à un câble et une charge non adaptés.

[Maths-Stup]

Bonjour,
Le problème décrit un coaxial que l'on intercale entre une charge de résistance égale à la résistance interne du générateur et le générateur et on montre au final les valeurs particulières de la longueur permettant d'obtenir une impédance d'entrée égale à la résistance de la charge.

[f6bes]

Bjr à toi,
Un coaxail a des pertes linéique suivant sa fréqence de f"fonctionnement". Ces pertes s'expriement génralement par pere en db par 100m.
Exemple : cable X..perte de 3 dn aux 100m à 100 Mhz.
Ce qui veut dire que si il n'y a que 10m de cable tu perds..0.3 db.
D'autre part plus on monte en fréquence, plus pour un MEME cable , les pertes augmentent.
Cela dans le cas ou les impédances sont bien respectées.
Impeédance d'entrée de cable et impédance caratéristique du cable..ça ne veut rien dire.
ou du moins qu'entends tu par...impédance d'entée du CABLE ?


Tu as l'impédance du générateur; l'impédance du cable, l'impédance du récepteur. Il FAUT que les TROIS impédances
aient la meme valeur pour un transfert optimim d'énergie.

SI une de ces 3 impédances est différentes,ALORS il y a des pertes SUPPLEMENTAIRES du a des ondes stationnaires ( désadaptation entre générateur/cable ou désaptation
entre cable/ récepteur.

Bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
Comme vous l’avez dit, un dipôle lambda/2 à une impédance de 73 + 42j ohms. Donc, il ne peut être adapté à un câble qu’en introduisant un dispositif d’adaptation. Ici un condensateur en série au niveau de l’antenne ferait l’affaire.
Ceci dit, le manque d’adaptation ne produit en lui-même des pertes. Mais il produit une onde réfléchie qui peut dissiper de la puissance à l’autre extrémité du câble. (Et, en pratique, dissiper de la puissance à cause des pertes du câble).
L’impédance d’entrée du câble (je comprends l’impédance vue par le générateur) dépend de la longueur du câble et de ce l’on a branché à l’extrémité. Idéalement, si la charge est adaptée au câble, le générateur voit l’impédance caractéristique du câble. Mais ceci ne dépend pas de l’impédance de sortie du générateur.
Donc, si on néglige les pertes dans le câble, la longueur de celui-ci ne joue pas si la charge est adaptée. Le générateur voit une résistance pure (égale à l’impédance du câble). Dans ce cas on a intérêt à ce qu’impédance de sortie du générateur soit la plus petite possible. Contrairement aux idées reçues, on n’a pas intérêt à ce que le générateur soit adapté au câble.
Au revoir.

[C2H5OH]

Bonjour à tous et à toutes !

L'impédance de73 ohms + j42 est celle, me semble-t-il, d'un dipôle de diamètres très petit par rapport à sa longueur. Pour un dipole physique, notamment pour les fréquences hautes, c'est moins que cela.
Je crois qu'il faut aussi dédramatiser les petits défauts de désadaptation: Si l'impédance est le double ou la moitié de ce qu'il faudrait, et si la longueur est raisonnable, les pertes sont encore de l'ordre de 12 % !!

Je pense que ce que dit LPFR pour le générateur ne s'applique pas à une antenne, puisque dans ce cas, c'est la puissance fournie qui est limitée ( surface de captation). Donc il vaut mieux être adapté.
A moins que je ne me trompe?

[C2H5OH]

Bonjour à tous,

J'aurais eu tendance à penser que n'importe quelle longueur de coaxial convenait puisque l'impédance caractéristique est de 75 Ohms.

PS : J'y pense d'ailleurs, un dipôle demi-onde a une impédance dont la partie réelle seulement vaut 75 Ohms, quid de la partie imaginaire ? (j43 Ohms) Ne cause t-elle pas des pertes par désadaptation elle aussi ?

Merci d'avance à vous

Oui, n'importe quelle longueur convient si l'adaptation est à peu près correcte , et c'est le cas d'un dipôle connecté sur un câble d'impédance caractéristique 50 ohms, un câble coaxial c'est justement fait pour cela.

Les j43 ohms de trop, on les enlève en raccourcissant légèrement l'antenne par rapport à la longueur théorique demi-onde.

Bon, maintenant, si c'est un sujet de concours, il vaut mieux peut être rester plus théorique que pratique. Les profs sont rarement sur le terrain. Donc tu pars de l'impédance théorique 73 + j42.. Sinon, il y a un certain mr Smith qui a inventé un abaque pour cela !

En général, on part du câble qui est connecté à une charge, et on calcule l'onde réfléchie, le ROS, etc...Le problème inverse, à l'autre bout, du générateur non adapté , c'est plus délicat...

[LPFR]

Bonjour à tous et à toutes !

L'impédance de73 ohms + j42 est celle, me semble-t-il, d'un dipôle de diamètres très petit par rapport à sa longueur. Pour un dipôle physique, notamment pour les fréquences hautes, c'est moins que cela.
Je crois qu'il faut aussi dédramatiser les petits défauts de désadaptation: Si l'impédance est le double ou la moitié de ce qu'il faudrait, et si la longueur est raisonnable, les pertes sont encore de l'ordre de 12 % !!

Je pense que ce que dit LPFR pour le générateur ne s'applique pas à une antenne, puisque dans ce cas, c'est la puissance fournie qui est limitée ( surface de captation). Donc il vaut mieux être adapté.
A moins que je ne me trompe?

Re.
La partie réelle de l’impédance (les 73 ohms) est calculable théoriquement en supposant que la distribution de courant est sinusoïdale (ce dont on est sur que ce ne peut pas être rigoureusement exact). Par contre, pour la partie imaginaire, il me semble que c’est plutôt un résultat expérimental. Du moins je n’ai pas la moindre idée de comment le calculer.
Je suis d’accord avec vous, que l’adaptation n’est pas tout dans la vie.
Et encore plus, comme je l’ai dit, dans certains cas elle est à éviter.
Imaginez ce qui arriverait si votre lampe de bureau était adaptée à l’impédance la prise du secteur. Ou si l’impédance des générateurs de l’EDF était adaptée à l’impédance de la charge.

L’adaptation est intéressante quand on veut tirer la bourre d’une source dont on ne peut pas modifier l'impédance (une antenne de réception, par exemple).
Je vous pose la question emm…: imaginez que vous avez un générateur d’impédance de sortie nulle et que vous le branchez sur un coax relié (et adaptée) à l’antenne. Avez-vous intérêt à ajouter une résistance en série entre le générateur et le câble, pour l’adapter ?
A+

[Maths-Stup]

Bonjour tout le monde, merci pour vos réponses !

f6bes : L'impédance d'entrée du cable désigne ici rapport entre la tension en entrée du cable et l'intensité en entrée. En y pensant le fait que la résistance interne du générateur doive faire 75 Ohms aussi me gène. Comment connaître sa résistance interne ? J'aimerais faire une manip pour vérifier l'équation de Friis sur les télécommunications tout en listant et en quantifiant les différentes pertes en fait.

LPFR : J'obtiendrai C = 16,8 pF à 225mHz . C'est bien ce qui me semblait mais pourtant personne ne semble préconiser l'utilisation d'un condensateur, je n'ai en tous cas jamais vu de montage avec un condensateur devant l'antenne !

C2H5OH : Comment obtient-on ces pertes de 12% ? Ici je crois que je suis tout proche du 73 + j42, j'ai calculé mais impossible de remettre la main dessus ! ^^

Finalement si j'arrivais à répondre à la question du problème je pourrais sûrement montrer que l'impédance d'entrée varie peu en fonction de la longueur du cable je pense.

[Maths-Stup]

Oui, n'importe quelle longueur convient si l'adaptation est à peu près correcte , et c'est le cas d'un dipôle connecté sur un câble d'impédance caractéristique 50 ohms, un câble coaxial c'est justement fait pour cela.

Les j43 ohms de trop, on les enlève en raccourcissant légèrement l'antenne par rapport à la longueur théorique demi-onde.

Bon, maintenant, si c'est un sujet de concours, il vaut mieux peut être rester plus théorique que pratique. Les profs sont rarement sur le terrain. Donc tu pars de l'impédance théorique 73 + j42.. Sinon, il y a un certain mr Smith qui a inventé un abaque pour cela !

En général, on part du câble qui est connecté à une charge, et on calcule l'onde réfléchie, le ROS, etc...Le problème inverse, à l'autre bout, du générateur non adapté , c'est plus délicat...

En effet, mais selon cette appli en se plaçant à une longueur de 0.488 lambda, on annule bien la partie imaginaire mais la partie réélle est quand même pas mal modifiée (68 Ohms seulement) je pense donc partir sur un petit condensateur pour les manips, même si cette solution me parait intéressante si jamais j'ai un peu trop de mal à m'en procurer un merci

[C2H5OH]

Re.
La partie réelle de l’impédance (les 73 ohms) est calculable théoriquement en supposant que la distribution de courant est sinusoïdale (ce dont on est sur que ce ne peut pas être rigoureusement exact). Par contre, pour la partie imaginaire, il me semble que c’est plutôt un résultat expérimental. Du moins je n’ai pas la moindre idée de comme le calculer.
Je suis d’accord avec vous, que l’adaptation n’est pas tout dans la vie.
Et encore plus, comme je l’ai dit, dans certains cas elle est à éviter.
Imaginez ce qui arriverait si votre lampe de bureau était adaptée à l’impédance la prise du secteur. Ou si l’impédance des générateurs de l’EDF était adaptée à l’impédance de la charge.

L’adaptation est intéressante quand on veut tirer la bourre d’une source dont on ne peut pas modifier l'impédance (une antenne de réception, par exemple).
Je vous pose la question emm…: imaginez que vous avez un générateur d’impédance de sortie nulle et que vous le branchez sur un coax relié (et adaptée) à l’antenne. Avez-vous intérêt à ajouter une résistance en série entre le générateur et le câble, pour l’adapter ?
A+

Je crois que les j42 ohms, cela se calcule aussi...Comment, je ne sais pas.

Pour la question emm..., je pense que c'est le cas d'un émetteur classe C , qui a une impédance de sortie plus faible que le câble, et qui n'est donc pas adapté. En effet, s'il était adapté, il dissiperait sur sa résistance interne, au moins autant que la puissance fournie au câble. Or, la plupart des émetteurs on un rendement de l'ordre de 70 à 80 % .

Et si l'antenne ne réfléchit aucune puissance, il n'y a pas à s'occuper de la puissance réfléchie par l'émetteur.

Par contre, je pense qu'il serait très maladroit d'utiliser un générateur de résistance nulle, branché sur un câble. Car au bout du câble, on aurait une impédance dépendant de sa longueur. Mais cela veut dire que l'antenne d'un émetteur ne "voit" pas 50 ohms !

[C2H5OH]

Bonjour tout le monde, merci pour vos réponses !

f6bes : L'impédance d'entrée du cable désigne ici rapport entre la tension en entrée du cable et l'intensité en entrée. En y pensant le fait que la résistance interne du générateur doive faire 75 Ohms aussi me gène. Comment connaître sa résistance interne ? J'aimerais faire une manip pour vérifier l'équation de Friis sur les télécommunications tout en listant et en quantifiant les différentes pertes en fait.

LPFR : J'obtiendrai C = 16,8 pF à 225mHz . C'est bien ce qui me semblait mais pourtant personne ne semble préconiser l'utilisation d'un condensateur, je n'ai en tous cas jamais vu de montage avec un condensateur devant l'antenne !

C2H5OH : Comment obtient-on ces pertes de 12% ? Ici je crois que je suis tout proche du 73 + j42, j'ai calculé mais impossible de remettre la main dessus ! ^^

Finalement si j'arrivais à répondre à la question du problème je pourrais sûrement montrer que l'impédance d'entrée varie peu en fonction de la longueur du cable je pense.

Les pertes de 12% :
Cas du câble branché sur une charge , connaissant l'impédance caractéristique du câble et la charge, tu calcules la puissance de l'onde réfléchie. Par exemple, si ta charge fait le double ( 100 ohms) ou la moitié , la puissance réfléchie est 11% de la puissance incidente. ( note: ça , c'est important de savoir le faire)

Le condensateur: Non, tout le monde enlève un petit pourcentage à la longueur de l'antenne demi-onde. La résistance du dipole descend effectivement un peu, mais c'est tant mieux, puisqu'on se rapproche de 50 ohms !!

Connaître l'impédance au bout du câble : il y a une formule, assez compliquée. Pour éviter de l'utiliser, on utilise l'abaque de Smith.

Impédance interne du générateur : Le cas idéal, le générateur et la charge doivent avoir comme résistance la valeur de l'impédance caractéristique du câble.
En pratique, il y a peu d'inconvénients à s'écarter de 20 ou 30 % .
Un seul cas différent, en pratique, c'est le cas d'un émetteur, qui , pour des questions de rendement, a intérêt à avoir une résistance interrne la plus faible possible. Cela n'a pas d'inconvénient, s'il ne reçoit pas de puissance à rebrousse poil.

[LPFR]

...

Par contre, je pense qu'il serait très maladroit d'utiliser un générateur de résistance nulle, branché sur un câble. Car au bout du câble, on aurait une impédance dépendant de sa longueur. Mais cela veut dire que l'antenne d'un émetteur ne "voit" pas 50 ohms !

Re.
Je ne vois pas ce la classe C et son rendement viennent faire ici.
Ce qui compte n’est pas ce que l’antenne d’émission voit côté câble. Ce qui compte est ce que fait la puissance fournie par le générateur.
A+

[C2H5OH]

Re.
Je ne vois pas ce la classe C et son rendement viennent faire ici.
Ce qui compte n’est pas ce que l’antenne d’émission voit côté câble. Ce qui compte est ce que fait la puissance fournie par le générateur.
A+

Je suis d'accord, je donnais simplement la preuve que la résistance de sortie de certains émetteur était inférieure à 50 ohms, puisque le rendement de ces émetteurs est supérieur à 50 %. (Sinon, il y aurait une dissipation dans la résistance interne de l'étage de sortie au moins égale à la puissance de sortie.)

[C2H5OH]

Bonjour,
Le problème décrit un coaxial que l'on intercale entre une charge de résistance égale à la résistance interne du générateur et le générateur et on montre au final les valeurs particulières de la longueur permettant d'obtenir une impédance d'entrée égale à la résistance de la charge.

Je vois qu'on n'a pas répondu précisément à cette question. Au départ, la charge est adaptée au générateur. En intercalant un câble coaxial, il y a deux cas de figures:
- si l'impédance caractéristique du câble est elle aussi égale à la charge, alors n'importe quelle longueur de câble garantit l'adaptation. Des pertes auront lieu si le câble est long, calculables comme a indiqué F6bes.
- si l'impédance caractéristique du câble est différente de la résistance de charge, alors seules certaines longueurs de câble assureront l'adaptation, ce sont les multiples de la demi-onde. Ces longueurs reproduisent à l'extrémité la valeur de l'impédance qu'il y a à l'autre extrémité.

[f6bes]

f6bes : L'impédance d'entrée du cable désigne ici rapport entre la tension en entrée du cable et l'intensité en entrée. En y pensant le fait que la résistance interne du générateur doive faire 75 Ohms aussi me gène. Comment connaître sa résistance interne ? J'aimerais faire une manip pour vérifier l'équation de Friis sur les télécommunications tout en listant et en quantifiant les différentes pertes en fait.

Bjr à toi,
Hum j'aime pas le terme que tu emploies ( résistance interne) du générateur. j'y préfére le terme IMPEDANCE DE SORTIE du générateur.
Et l'impédance de sortie est INDIQUEE !
C'est une caractéristique qu'indique, le CONSTRUCTEUR de l'appareil. Et cette, caracdtéristique est
FIXE pour l'appareil ( le générateur )

Autre chose: un dipole ( 2 brins ) est élément..SYMETRIQUE.
Un cable COAXAIL est par nature,...DYSSIMETRIQUE.
Déjà à ce niveau faut "rétablir" uns symétrique, si on est un tantinet ..pinailleur.
D'ou le condo , le Tématch etc...etc....
Symétriser une antenne , professionnelement ,cela se fait bien souvent.

Bonne journée

[Maths-Stup]

Bonjour, merci à vous pour vos réponses tout est clair maintenant
f6bes, en l’occurrence je ne la trouvais pas puisque j'utilisais un générateur d'oscilloscope, mais je l'ai trouvée sans problèmes
Il va me falloir maintenant faire une manip, j'ai malheureusement pensé que les GBF dont je dispose pouvaient fournir une tension à la fréquence de 430 MHz, ce qui n'est pas le cas, sachant que j'avais dimensionné et construit mon dipôle exprès :/
Je me retrouve avec une antenne quasi inutilisable même avec des capacités et des impédances adéquat ! ...
Suite de cet intéressant feuilleton plus tard
Bonne journée

[f6bes]

BJR À TOI,
[]C'est y quoi : ".... un générateur d'oscilloscope ?
GBF c'est l'abréviation de Générateur Basse Fréquence..... le 430 Mhz c'est pPLUS que de la HF et que de la VHF...on entre dans le domaine
des UHF (Ultra Haute Fréquence).
Vaut mieux éviter de dire GBF dés que l'on passe dans le domaine HF ( d'ou Générateur Haute Fréquence ) ou au delà.
Bonne bidouille

[Maths-Stup]

Bonsoir,
Juste la sortie générateur en plus qu'il y a sur nos oscillos, ça permet de ne pas avoir justement à utiliser l'oscillo pour vérifier l'amplitude puisqu'elle est donnée directement
Maintenant je ne sais pas vraiment quelle longueur de coaxial choisir lorsque la charge est désadaptée :/

[Maths-Stup]

Bonsoir à tous,
Me voilà maintenant avec une antenne de 4 + j/1995 si je coupe 2 mètres de fil (je ne peux pas aller plus haut).
Je remarque que la partie imaginaire est négligeable !
Pensez vous donc que je puisse placer une résistance de 69 Omhs entre le coaxial et l'antenne pour obtenir une adaptation ?
Il paraît que l'on peut aussi réaliser un "stub" à l'aide du coaxial mais je pense qu'une résistance serait plus facile à mettre en place qu'en pensez vous ?

[LPFR]

Bonjour.
Peut-être que vous auriez du commencer par nous expliquer exactement ce que vous voulez faire.
J’ai l’impression que vous voulez faire des mesures sur une antenne à une longueur d’onde plus grande que la pièce où vous vous trouvez. Ça n’a pas de sens. De plus, avez un oscillo comme seul instrument de mesure.
Au revoir.

[gwgidaz]

Bonsoir à tous,
Me voilà maintenant avec une antenne de 4 + j/1995 si je coupe 2 mètres de fil (je ne peux pas aller plus haut).
Je remarque que la partie imaginaire est négligeable !
Pensez vous donc que je puisse placer une résistance de 69 Omhs entre le coaxial et l'antenne pour obtenir une adaptation ?
Il paraît que l'on peut aussi réaliser un "stub" à l'aide du coaxial mais je pense qu'une résistance serait plus facile à mettre en place qu'en pensez vous ?

Bonjour,

4 + j/1995, cela me paraît très curieux....et probablement faux, car une antenne qui ne possède pas de partie réactive est en résonance...Curieux hasard, quand même....Pouvez-vous nous dire à quoi ressemble cette antenne?