Radars
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Radars



  1. #1
    Talife

    Radars


    ------

    Bonjour j'ai un problème avec ce dm merci de m'aider !!

    Le radar Nostradamus est un radar trans-horizon français. Il est constitué d'un réseau d'antennes (288 au total). À
    la diérence des radar  classiques  constitués d'une seule antenne mobile, les antennes du radar Nostradamus sont
    xes. L'utilisation des interférences entre les ondes émises par les diérentes antennes permet d'envoyer un signal
    dans une unique direction de l'espace.
    Dans ce problème, on se propose d'étudier le modèle très simplifié du radar Nostradamus représenté sur la figure 2,
    en supposant qu'il n'est constitué que de deux antennes émettrices.
    On rappelle la valeur de la célérité des ondes électromagnétiques dans l'air : c = 3; 00  108 m:s-1.
    Une antenne parcourue par un courant sinusoïdal émet une onde sinusoïdale électromagnétique se propageant dans
    un plan perpendiculaire à l'antenne. On supposera dans la suite que les ondes émises par les antennes se propagent
    dans un même plan, noté (Oxy), O étant à mi-distance des deux antennes.
    On note  l'angle entre l'axe (Ox) et le vecteur OM

    1. La fréquence des ondes utilisées par le radar Nostradamus est f = 14; 0 MHz. Dans quel domaine du spectre des
    ondes électromagnétiques les antennes du radar émettent-elles ? Calculer la longueur d'onde  correspondante.
    La distance entre les deux antennes est égale à une demi-longueur d'onde : AB = lambda/2


    La j'ai mis

    le domaine dan lequel les antennes émettent est celui des ondes radio.

    Lambda= c/f=3,00e8 / 14,0e6 = 2,14e13 m

    2 .
    Si on note w (omega je n'arrive pas à trouver la touche ^^) la pulsation de l'onde émise par l'antenne w et E0 l'amplitude du champ électrique, l'onde en un point
    M et à un instant t peut être caractérisée par son champ électrique E1(M; t) :

    E1(M,t)= Eo cos( w(t- r1/c)+ phi)

    où r1 est la distance de M à l'antenne 1 (r1 = AM).

    Nom : IMAAGE IMP.jpg
Affichages : 90
Taille : 20,6 KoNom : IMAAGE IMP.jpg
Affichages : 90
Taille : 20,6 Ko

    2. Le radar est utilisé pour observer des objets très éloignés, ce qui peut s'exprimer par l'approximation OM  .
    Justier qu'on puisse faire l'hypothèse que les directions des vecteurs AM et BM sont parallèles.


    la j'ai mis AM et BM sont parallèles si il existe un k tel que AM= kBM
    et je ne sais pas comment conclure :/


    3. Rappeler les conditions que doivent vérifier les ondes émises par les deux antennes si on souhaite qu'elles interf
    èrent. Justier alors que l'antenne 2 émette une onde s'écrivant :


    E2(M,t)= Eo cos( w(t- r2/c)+ phi)

    Expliquer pourquoi il est préférable d'émettre des ondes de même amplitude.

    la jai mis pour que l'on puisse obtenir des ondes résultantes totalement nulle ou totalement max.



    4. On suppose dans un premier temps que phi= 0.

    4.1. Que peut-on dire des interférences entre les deux ondes dans les directions teta=0 , teta=pi/2 et teta = pi/4

    la j'ai mis teta=0 les interférences seront constructives

    si teta= pi/2 et pi/4 les inter seront destructives


    
    4.2. Après avoir succinctement expliqué le fonctionnement d'un radar, préciser dans quelle(s) direction(s) des objets
    peuvent être localisées par le radar Nostradamus si ses antennes émettent des ondes en phase.

    La j'ai mis le fct d'un radar et dans les directions qui sont des multiples de 2pi.

    5. Avec quel retard de phase phi l'antenne 2 doit-elle émettre des ondes pour que le radar  observe  dans la
    direction de l'axe (Ox) ? Quel est le retard temporel t correspondant ? Dans ces conditions, le radar  voit-il dans la direction de l'axe (Oy) ?

    La je ne sais pas du tout ......

    6. Proposer une méthode permettant au radar de balayer toutes les directions du plan (Oxy).

    et la non plus :/ !!

    Alors svp j'ai vrmt besoin d'aide le plus rpidement possible :/ merci bcp d'avanace de me corriger et de me guider !

    -----

  2. #2
    Talife

    Re : radars

    dsl j'ai oublié de noter la réponse à cette question
    3. Rappeler les conditions que doivent vérifier les ondes émises par les deux antennes si on souhaite qu'elles interf
    èrent. Justier alors que l'antenne 2 émette une onde s'écrivant :


    E2(M,t)= Eo cos( w(t- r2/c)+ phi)


    conditions:
    ondes cohérentes, même: fréquence, amplitude parallèles mêmes lg d'onde

    ensuite la justification et que nous avons à faire à des ondes qui se propage périodiquement et que la grandeur qui la caractérise est sinusoidale .

  3. #3
    f6bes

    Re : radars

    Bjr à toi,
    Dire "ondes radio " ne définit pas le domaine des ondes concernées. Voir la " classification " ( suivant leur fréquences) des ondes radio.
    Les ondes radios c'est aussi du 100 khz et bien plus haut...15 Ghz. et au delà. Tu vois donc que "ondes radio" c'est...ultra large.
    Je ne sais comment tu a fait ton calcul de longueur d'onde...mais je trouve pour 14 Mhz.....21,428... m de longueur d'onde.
    Bonne journée

  4. #4
    phys4

    Re : radars

    Citation Envoyé par Talife Voir le message
    1. La fréquence des ondes utilisées par le radar Nostradamus est f = 14; 0 MHz. Dans quel domaine du spectre des
    ondes électromagnétiques les antennes du radar émettent-elles ? Calculer la longueur d'onde correspondante.
    La distance entre les deux antennes est égale à une demi-longueur d'onde : AB = lambda/2


    le domaine dan lequel les antennes émettent est celui des ondes radio.

    Lambda= c/f=3,00e8 / 14,0e6 = 2,14e13 m
    Bonjour, oui ce sont des ondes radio, la gamme des ondes courtes, si vous connaissez un peu les gammes radio. Formule correcte mais calcul faux


    Pour le 2, vous comparez l'angle entre les directions pour un objet à plus de 10 km.


    Citation Envoyé par Talife Voir le message
    [U]3. Rappeler les conditions que doivent vérifier les ondes émises par les deux antennes si on souhaite qu'elles interf
    èrent.
    Il suffit de rappeler qu'il faut des fréquences identiques et des phases stables avec des amplitudes voisines pour obtenir des interférences.


    Citation Envoyé par Talife Voir le message
    4. On suppose dans un premier temps que phi= 0.

    4.1. Que peut-on dire des interférences entre les deux ondes dans les directions teta=0 , teta=pi/2 et teta = pi/4

    la j'ai mis teta=0 les interférences seront constructives

    si teta= pi/2 et pi/4 les inter seront destructives
    Ici il faut se rappeler que les antennes sont à une demi longueur d'onde et que l'angle est défini par rapport à la direction des antennes.
    Donc il faut revoir vos conclusions, vous calculez la somme des champs en utilisant les formules .


    Citation Envoyé par Talife Voir le message
    4.2. Après avoir succinctement expliqué le fonctionnement d'un radar, préciser dans quelle(s) direction(s) des objets
    peuvent être localisées par le radar Nostradamus si ses antennes émettent des ondes en phase.
    Il faut que les interférences soient additives donc autour de

    Citation Envoyé par Talife Voir le message
    5. Avec quel retard de phase phi l'antenne 2 doit-elle émettre des ondes pour que le radar observe dans la
    direction de l'axe (Ox) ? Quel est le retard temporel t correspondant ? Dans ces conditions, le radar voit-il dans la direction de l'axe (Oy) ?
    Il faut effectuer le déphasage de qui annule la distance des antennes, ainsi le radar voit dans la direction ox ( teta= 0) mais plus dans la direction Oy ( )

    Citation Envoyé par Talife Voir le message
    6. Proposer une méthode permettant au radar de balayer toutes les directions du plan (Oxy).
    Une modification progressive de phi, permet de balayer en faisant tourner la figure d'interférences.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Talife

    Re : radars

    Bonjour !

    Merci d'avoir pris le temps de me répondre

    Pour la question 1 j'ai corrigé mn erreur en effet on doit bein trouver lambda=21,42 m
    Et le domaine dans lequel emettent les antennens est le suivant :
    [ 3e9; 3e11] (correspond au domaine des ondes radios)

    Pour la question 2 je ne comprends toujours pas lol
    sachant qu'il demande d'expliquer pk les vecteurs AM et BM sont parallèles


    pour la questions 4

    j'ai calculé la somme des champs comme vous me l'avez conseillé
    phi=0

    Jobtiens au final (apres simplifications):

    la somme= E0(2 cos ((2wt-wr1-wr2c )/2) cos((-wr1+wr2)/c)
    et je ne sais pas comment conclure :/

    merci de me corriger !!

  7. #6
    bb98

    Re : radars

    Citation Envoyé par Talife Voir le message
    Bonjour !

    Merci d'avoir pris le temps de me répondre

    Pour la question 1 j'ai corrigé mn erreur en effet on doit bein trouver lambda=21,42 m
    Et le domaine dans lequel emettent les antennens est le suivant :
    [ 3e9; 3e11] (correspond au domaine des ondes radios)

    Bonjour

    Il est très certain que ce radar n'émet pas en ondes dans le domaine visible, ni en rayons gamma ou X...
    Le but de la question est de PRECISER, en fonction de la gamme de fréquences ( ou de longueur d'onde
    c'est la même chose), la BANDE utilisée ici

    Pour des fréquences de 3 à 30 MHZ, si ma mémoire est bonne et il FAUT vérifier, on parle de
    ondes courtes ou décamétriques

    Bonne chance pour le DM !

  8. #7
    Talife

    Re : radars

    Ah d'accord je vais vérifier cela, en effet il s'agit bien d'ondes courtes

    ______________________________ ______________________________ ___________________________


    Ensuite pour la question 5 j'ai mis

    CALCUL DU DEPHASAGE avec phi= pi

    petit phi (je trouve pas la touche ^^)
    donc
    petit phi= (2pi( r2-r1))/c

    DECLAGE TEMPOREL

    Delta t=( r2-r1/c)

    c'est bon ?

  9. #8
    phys4

    Re : radars

    Citation Envoyé par Talife Voir le message
    Pour la question 2 je ne comprends toujours pas lol
    sachant qu'il demande d'expliquer pk les vecteurs AM et BM sont parallèles
    Avez vous essayé de calculer l'angle pour un objet à plusieurs km, le but c'est de montrer que la différence de marche entre les deux rayons est approximatiment la projection du vecteur AB sur la direction de l'objet.


    Citation Envoyé par Talife Voir le message
    pour la questions 4
    j'ai calculé la somme des champs comme vous me l'avez conseillé
    phi=0

    Jobtiens au final (apres simplifications):

    la somme= E0(2 cos ((2wt-wr1-wr2c )/2) cos((-wr1+wr2)/c)
    C'est un calcul presque correct, je pense qu'il manque un facteur au dénominateur pour les cosinus. Il serait bon de garder les termes en phi avec phi1 et phi2
    Le second cosinus est un terme ne dépendant pas du temps qui vous donne l'effet d'interférence, soit :
    cos ( (w(r2 -r1)/2c + (phi2 - phi1)/2)

    comme (r2 -r1) = lambda /2 = pi*c/w
    alors le cosinus devient
    cos( pi/2 + (phi2 - phi1)/2)
    Cela vous donne le résultat pour teta = 0 et phi = 0
    Ensuite il faut ajouter les déphasages dus à l'angle teta.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  10. #9
    Talife

    Re : radars

    Ah je viens de refaire les calculs et j'obtiens bien vos résultats

    mais comment conclure maintenant ? pour tous les teta demandés ?

    merci encore

  11. #10
    phys4

    Re : Radars

    Si vous avez bien compris comment l'on obtient l'amplitude des interférences, il vous faut calculer les divers (r2 - r1) pour chaque angle.
    Cela vous donnera chaque fois un déphasage différent. Ensuite vous pourrez utiliser ce déphasage pour les émetteurs en opposition de phase.

    Puis finir le problème ?
    Comprendre c'est être capable de faire.

  12. #11
    Talife

    Re : Radars

    mais nous n'avons pas les valeurs de r1 et r2 :/ (faut il les calculer grâce à la trigonométrie ??)

  13. #12
    Talife

    Re : Radars

    Voila ma methode


    pour TETA = 0

    cos (ABM)= AB/AM

    on cherche AM (soit r1)

    AM=AB/cos (ABM) = AB/cos(0)
    r1= 10,71 m

    ensuite on applique pythagore pour trouver BM

    je trouve BM =0

    je ne sais pas si c'est normal

    ensuite j'applique la formule

    et la je n'y arrive pas je n'ai pas E0

  14. #13
    phys4

    Re : Radars

    Citation Envoyé par Talife Voir le message
    mais nous n'avons pas les valeurs de r1 et r2 :/ (faut il les calculer grâce à la trigonométrie ??)
    La différence r2 - r1 est la projection du vecteur BA sur la direction moyenne de propagation OM

    cela vaut donc
    Comprendre c'est être capable de faire.

  15. #14
    Talife

    Re : Radars

    mais j'ai fait le calcul pour teta = 0

    mais nous n'avons pas E0 ni t

  16. #15
    Talife

    Re : Radars

    Ah j'ai calculer les différents r1-r2 pour chaque teta

    teta=0
    j'obtiens 10,71m

    teta=pi/4
    j'obtiens 7,57m

    pour teta = pi/2
    j'obtiens 0m

    ensuite je calcule le déphasage pour chaque teta
    petit phi = 2pi r1-r2/lambda= pi

    pour teta = pi/4

    petit phi=2,22

    pour teta= pi/2

    petit phi= 0

    ensuite on conclut

    si les interférences sont detsructives
    le déphasage =(2n+1)pi
    constructives=2n pi

  17. #16
    phys4

    Re : Radars

    Vous êtes retombé sur vos pieds, alors bonne suite.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  18. #17
    Talife

    Re : Radars

    Merci bcp de votre aide en tout cas !!
    Ça a été long mais pas impossible

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