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Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.



  1. #1
    Aragorn_54

    Wink Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Bonjour à tous !

    Je suis étudiant en physique et cette année, j'ai choisi comme expérience de capter le spectre électromagnétique ambiant de 0 à 2.5 GHz (gammes accessibles à l'appareil que je vais utiliser). Notamment afin de mettre en évidence l'importance des ondes dûes à l'ADSL, au GSM, au Wifi, etc..

    Je vais pour cela utiliser un oscilloscope (le TDS3052B de Tektronix) que je vais promener un peu partout, en prenant des spectres.

    La raison pour laquelle je fais ce topic est que je me demandais ce que je pourrais utiliser comme antenne étant donné le large spectre considéré (en partant du principe que je vais surtout faire du qualitatif et que, hormis l'oscillo, je n'ai pas vraiment de bon matériel à ma disposition).

    Mon travail portant en théorie surtout sur l'ADSL (<1Mhz), j'ai récupéré une antenne AM de chaîne-hifi mais qu'en est-il pour les autres fréquences?

    Est-ce que simplement prendre quelques fils de longueurs différentes (de + en + adaptés aux hautes fréquences, comme je suis censé capter du GHz) serait déjà une bonne idée? Cela serait-il mieux que d'utiliser l'antenne AM pour détecter ces hautes fréquences, en somme?

    D'avance, je vous remercie pour vos suggestions ^^!

    NB : je poste dans cette section surtout pour le côté débrouillardise et mise en pratique (je n'ai pas l'ambition de faire moi-même des antennes très perfectionnées)

    -----


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  3. #2
    gcortex

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Bjr,
    en principe, il faut une longueur d'un quart d'onde
    Si tu mets une longueur d'onde complète, je pense que çà marche aussi, et que les 3/4 en trop ne servent à rien

    sinon, en dessous de 30Mhz, pour des raisons d'encombrement, il vaut mieux utiliser une bobine qui sera plus sensible aux champs magnétiques qu'aux champs électriques

    Mais toi qui es spécialiste en la matière, les deux sont liés, non ?

  4. #3
    Aragorn_54

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Bjr,
    en principe, il faut une longueur d'un quart d'onde
    Si tu mets une longueur d'onde complète, je pense que çà marche aussi, et que les 3/4 en trop ne servent à rien

    sinon, en dessous de 30Mhz, pour des raisons d'encombrement, il vaut mieux utiliser une bobine qui sera plus sensible aux champs magnétiques qu'aux champs électriques

    Mais toi qui es spécialiste en la matière, les deux sont liés, non ?
    Bonjour,

    Oui, à vrai dire, en ce qui concerne le fait d'utiliser une antenne de longueur , c'est ce à quoi je faisais allusion en parlant d'utiliser peut-être plusieurs antennes.
    Néanmoins, le problème est que dans le cas qui m'intéresse, je suis amené à devoir considérer un très grand nombre de longueurs d'ondes différentes, étant donné que mon but est d'obtenir le profil du spectre électromagnétique ambiant.
    Ainsi, ma question était plutôt de savoir ce qui était le plus efficace lorsqu'il est question d'observer un grand panel de longueurs d'ondes.

    Mis à part ceci, pour les basses fréquences, comme je l'ai dit, je dispose d'une antenne de chaîne-hifi (je dis "AM" au sens large mais c'est pour désigner une antenne en forme de bobine, en fait).

    Somme toute, je n'ai pas de problème concernant les basses fréquences (cette antenne détecte de nombreux pics); le problème vient plutôt aux plus hautes fréquences, vers le GHz (nous avons essayé d'utiliser un petit fil comme antenne mais les résultats ne sont pas probants).

    En effet, cet après-midi, j'ai procédé aux premières manipulations; nous avons observé des pics dûs à un appel GSM en plus des ondes radio AM et FM mais il s'est avéré impossible de mettre en évidence un signal WIFI distinct avec notre matériel (théoriquement vers 2.4GHz).


    NB : Ahh, le fameux!

  5. #4
    f6bes

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Bjr Aragon,
    Il faut utiliser des antennes Log Périodique qui ont une trés large bande passante.
    Voici un lien montrant une antenne log Périodique:
    http://www.aborcas.com/antlog12dbi.html
    Un autre lien indiquant le mode de calcul de ce genre d'antenne:
    http://lpec.univ-lemans.fr/ohd2001/f..._4_160_ghz.pdf
    Ily a aussi cela:
    http://www.electronique.biz/article/236351.html
    Bien sur le calcul sera repris suivant la bande à couvrir.
    Cordialement
    Dernière modification par f6bes ; 28/02/2007 à 18h26.
    "Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!"

  6. #5
    Aragorn_54

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Bjr Aragon,
    Il faut utiliser des antennes Log Périodique qui ont une trés large bande passante.
    Voici un lien montrant une antenne log Périodique:
    http://www.aborcas.com/antlog12dbi.html
    Un autre lien indiquant le mode de calcul de ce genre d'antenne:
    http://lpec.univ-lemans.fr/ohd2001/f..._160_ghz.p df
    Ily a aussi cela:
    http://www.electronique.biz/article/236351.html
    Bien sur le calcul sera repris suivant la bande à couvrir.
    Cordialement
    Bonjour,

    Merci bien pour cette information intéressante (bien que je doute de pouvoir disposer d'un tel engin ^^.. mais qui sait ?)!
    C'est une antenne assez suprenante, en tout cas !

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    gcortex

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Aragorn, stp peux tu me dire si il y a une relation entre champ électrique et champ magnétique lors d'une transmission ?
    J'ai jamais rien compris aux équations de maxwell...

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  10. #7
    f6bes

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Bsr Arag....
    Il y a ausi cela commercialement (grand public):
    http://www.conrad.fr/wcsstore/Conrad...021887_p_g.jpg
    C'est du log périodique.Produit "Conrad" art:100620-55
    Cordialement
    "Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!"

  11. #8
    jiherve

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    bonsoir
    La solution de f6bes est bonne mais en tout état de cause il faudra plusieurs antennes pour couvrir un tel spectre et il faudra surtout les calibrer pour obtenir des mesures signifiantes!
    the best:
    http://www.rohde-schwarz.com/www/dev...f/html/1113113
    JR

  12. #9
    gcortex

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Svp, qqun peut-il répondre à ma question...

  13. #10
    Démostène

    Cool Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Salut,
    Il existe des appareils, mais pas vraiment bon marché, pour ce faire, ils sont utilisés par le service de controle du spectre, j'en avais un ancien il y a qq années ( Rohdé-Schwarts ??) mais c'est hors de prix, je l'avais reçu gratos car il partait à la mitraille et il était en panne.
    Ca s'appelle un annalyseur de spectre, et ça fonctionne par plages de fréquences. Peut-être est-il possible que tu aies accès à un tel appareil par le biais du service de controle du spectre, mais c'est assez "privé" car ils annalysent toutes les fréquences, y compris certaines très réservées ( celui que j'avais, d'appareil, couvrait de 100 Khz à 2Ghz sans le moindre trou !!)

    @+
    " Devant l'homme, la forêt, derrière, le désert" Chat-tôt-brillant.

  14. #11
    f6bes

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

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

  15. #12
    gcortex

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Merci
    mais je demande si il y a une relation mathématique précise entre B et E dans le cas d'une antenne...

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  17. #13
    Aragorn_54

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Merci à tous pour vos réponses

    À vrai dire, les expériences que nous devons réaliser sont surtout basées sur notre capacité à montrer une certaine débrouillardise (du moins, j'ai cru le comprendre ); ainsi, nous ne disposons pas spécialement de tout le matériel qui serait requis pour la mener à bien (particulièrement pour celle-ci, n'ayant jamais été réalisée lors des années précédentes).

    J'avoue que le problème de calibrage des différentes parties de spectre captés par différentes antennes me préoccupe assez fortement. En effet, je ne pense pas avoir vraiment une bonne idée de la marche à suivre pour réaliser ce calibrage (sans doute faudrait-il connaitre la courbe de réponse des différentes antennes :/ (?)))..

    Il semble cependant que je puisse m'arrêter à un résultat relativement qualitatif.. enfin ..

    En ce qui concerne l'analyseur de spectre, il en a été question, en effet, mais le "superviseur" de l'expérience a affirmé qu'il serait sans doute un peu délicat de le recevoir en prêt par les ingénieurs de l'unif (surtout s'il s'agit de brefs délais) donc il semble que je doive faire sans ^^.


    En ce qui concerne les champs électrique et magnétiques, je ne sais pas ce que tu veux savoir, ne connaissant pas ton problème ni le contexte dans lequel celui-ci se pose.
    Sache cependant, qu'il est possible de les regrouper ensemble dans un même objet mathématique (qui n'est plus un vecteur mais qui est plus compliqué), un tenseur. Celui-ci met en évidence les propriétés voisines de ces deux champs et les équations de Maxwell se résument alors à une forme très simple (il faut cependant se placer dans le formalisme de la relativité restreinte pour ce faire, celle-ci ayant été construite "pour l'électromagnétisme", d'ailleurs).
    Je te conseille en tout cas de consulter la grosse référence en la matière : J.D Jackson, électrodynamique classique, 3e édition, Dunod, Paris. (c'est hard mais tout y est ^^)

  18. #14
    f6bes

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Citation Envoyé par Aragorn_54 Voir le message
    ........électromagnétique ambiant de 0 à 2.5 GHz [/B](gammes accessibles à l'appareil que je vais utiliser).
    Je vais pour cela utiliser un oscilloscope (le TDS3052B de Tektronix) que je vais promener un peu partout, en prenant des spectres.
    Bjr Arag....
    Y a un truc que je pige pas: "prendre des spectres de 0 à 2.5 GH avec un Tektro qui plafonne à ..... 500 MHz "
    Datasheet du TDS3052B:
    http://www.datasheetcatalog.net/data...TDS3052B.shtml
    Sur que pour voir le WiFi y a un probléme !
    Cordialement
    "Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!"

  19. #15
    Aragorn_54

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Tiens donc, c'est étrange

    Pourtant, quand je passe en mode FFT, avec un échantillonnage du signal à 40ns, il me met en maximum "2,5Ghz" ..
    Et lors de notre test avec GSM, nous avons observé des pics dans la région attendue (à savoir entre 890 et 915Mhz)

    J'avoue ne pas trop comprendre

  20. #16
    Aragorn_54

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Voici le pic qui est apparu lors de l'usage d'un GSM à proximité de l'antenne.



    L'appareil donne le spectre en Vrms ou en dBV (unité que j'appréhende encore assez difficilement ^^).
    Ici, c'est en dBV (n'utilisant pas d'amplificateur, on ne verrait rien en Vrms :P)
    Pour pouvoir tracer quelque chose, j'ai simplement rajouté la valeur du module du minimum du spectre (-140.81dBV) à tous les points (et j'ai tracé en impulsions). L'axe des abscisses est en Hz.

  21. #17
    veul204

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Salut à tous,

    Sujet interessant, mais il ne faut pas partir dans tous les sens !!!

    Vouloir regarder tous le spectre 0 - 2.5 GHz est une epreuve difficile !!! tout d'abord tu ne trouvera pas d'antenne balayant toute la gamme ( les log periodique étant plutot adapté aux "BF" application navale par exemple. BF soit inférieur à environ 500 kHz. Mettre plusieurs antennes ensemble est risqué, tu risque de créer un réseau d'antenne et le diagramme de rayonnement global pourra amener des erreur de jugement ... tant qu'on est au diagramme de rayonnement, une antenne (ou un réseau) en emmision ou en reception n'a pas un diagramme plat dans l'espace et dans la bande de fréquence de fonctionnement.

    Pour ma part je pense que le plus réaliste serait de travailler avec différentes antennes à tour de role pour recomposer le spectre morceau par morceau. evidemment il faudrait moyenner les mesures dans le temps pour chaque morceau ...

    Pour répondre à Gcortex, le lien entre champ magnétique et électrique, c'est de mémoire !!!, E.H= impedance d'onde dans le milieu 577 ohm je crois (dans le vide) attention ca ne marche que en champ lointain !!!

    A+

  22. #18
    f6bes

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Citation Envoyé par veul204 Voir le message
    .....( les log periodique étant plutot adapté aux "BF" application navale par exemple. BF soit inférieur à environ 500 kHz.
    Bjr veul...
    Des log périodics sur 500 kHz je veux pas voir les MONTRES !!!!

    Voir lien du message n°4.
    Il y en a pour tous les gouts !!!!! (jusqu'à 160 GHz)
    Cordialement
    "Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!"

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  24. #19
    jiherve

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Bonsoir
    Aragorn_54 c'est en effet étrange car la data sheet donne 600MHz pour le meilleur et 2,5GHZ c'est la fréquence d'échantillonage des ADC d'entrée donc au mieux on pourrait esperer "voir" du 1,25Ghz (2 points par alternances) selon les dires des duettiste Shannon et Nyquist, cela me semble un peu juste mais comme chez Tektro ils sont plutot bons (euphemisme) c'est peut être tout de même exploitable pour faire une FFT.
    Nous en avons un au labo je vais lire le manuel!
    JR

  25. #20
    veul204

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Salut F6bes,

    Erreur dans le texte, je voulais dire 500 MHz et non 500 kHz, mais je ne savais pas que les log était utilisées si haut je vais voir ce lien.
    Merci de m'avoir corrigé,
    a+ veul204

  26. #21
    Aragorn_54

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Encore une fois, merci à tous pour vos réponses !

    Je vais essayer d'éclaircir l'histoire du 2,5 GHz qui me perturbe ^^.. En effet, si vraiment il ne descend "qu'à" () 1 ns comme échelle de temps, je ne comprends plus comment il pourrait aller jusqu'à 2,5 GHz vu Nyquist :/

    Pour ce qui est de prendre le spectre avec plusieurs antennes, nous y avons pensé mais le problème est que tout ce dont nous disposons, ce sont de simples fils (et l'antenne radio); les fils se révélant, en fait, encore plus mauvais que l'antenne radio (qui n'est pas censée fonctionner très haut).
    En fin de compte on en revient au problème original, à savoir de trouver un "bricolage" pour capter les hautes fréquences ^^ .

    Enfin, j'ai de quoi m'occuper concernant les histoires d'échantillonnage ^^

  27. #22
    veul204

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Salut Aragorn,
    en terme de bricolage, deux bouts de fil (chacun de lambda/4) relié par une diode shottky e permet par exemple d'allumer une LED si tu l'approche d'un portable qui va recevoir un appel ... tu peux bricoler ca pour l'envoyer sur ton oscillo ...
    a+ veul204

  28. #23
    jiherve

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Bonsoir
    J'ai un peu joué avec notre Wave Runner et pas mieux que 125Mhz en ffteur!
    JR

  29. #24
    Aragorn_54

    Re : Antenne(s?) à utiliser pour capter le rayonnement électromagnétique ambiant.

    Bonsoir !

    - veul204 : Merci bien pour l'idée d'antenne, j'essaierai de voir ça ! Et ça peut être amusant de faire le test pour le wifi, à la limite ^^!


    Sinon, j'ai parlé du problème à mon prof et il paraît que c'est normal que l'appareil donne de meilleurs résultats que théoriquement escompté, suite au recours à des techniques/astuces assez évoluées de la part de l'appareil (Tektronix powa ?). Cela étant, il est néanmoins possible/probable qu'il s'arrête avant les 2.5GHz bien que cela soit indiqué sur l'écran.

    - jiherve : Merci d'avoir regardé !
    J'imagine que pour en avoir le coeur net, le mieux est de balancer directement dans l'oscillo un signal provenant d'un générateur et d'augmenter graduellement la fréquence (ou je me trompe :$?). C'est ce que tu as fait peut-être?
    N'empêche, 125MHz, c'est étonnant.. Ce n'est peut-être pas exactement le même appareil (étant donné que nous, nous avons détecté un signal vers les 800/900Mhz) ..

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