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Ondes EM - Portée



  1. #1
    Bonnes perspectives

    Ondes EM - Portée


    ------

    Bonjour tout le monde,

    j'aimerais savoir si il existe une formule pour calculer la portée d'une onde électromagnétique dans l'air sans obstacle.

    Je suppose que ca dépendra essentiellement du milieu qu'elle traverse, de sa fréquence ainsi que de la puissance ou tension délivrée à la base, mais y a il une relation(une formule) qui relie ses grandeurs entres elles ?

    Merci d'avance pour vos réponses.

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    PIXEL

    Re : Ondes EM - Portée

    pour les trés haute fréquence , il existe une formule en champ libre.

    c'est une relation assez complexe tenant compte:
    de la fréquence ,
    de la puissance de l'émetteur,
    de la perte dans le feeder ,
    du gain de l'antenne ,
    de la hauteur de l'antenne d'émission ,
    de la hauter de l'antenne de réception,
    du gain de l'antenne de réception
    de la perte dans le feeder ,
    de la figure de bruit du récepteur ,
    de celle de la démodulation,
    de la nature de la modulation ,
    du rapport S/B accepté.

    ça devient vite inextricable !

    quel est ton probléme CONCRET ?

    en air "libre" il y a une relation simplifiée dite "formule du RADAR" http://www.radartutorial.eu/01.basics/rb13.fr.html

  4. #3
    calculair

    Re : Ondes EM - Portée

    Bonjour,

    Ton problème peut se simplifier dans un premier temps.

    Il suffit de dire que l'energie de l'onde ne perd pas....

    Si tu as un emetteur de puissance Pei emet une onde avec una antenne omnidirectionnelle dans tout l'espace tu peux dire que si le milieu n'absorbe pas de l'energie ( milieu totalement transparent) à la distance D de l'emetteur, la puissance Pe est alors repartie sur la surface de la sphère centrée sur l'antenne et de rayon D.

    La surface de cette sphère est 4 pi D², la puissance par unité de surface à cette distance est Pe/( 4 pi D²)

    La puissance pouvant être recuillie par une antenne de reception de surface Sr est la puissance reçue est Pr = Pe Sr / ( 4 pi D² ).

    Maintenant les choses se compliquent un peu.

    Si tu concentres l'energie emise dans tout l'espace par l'emetteur avec une antenne qui concentre l'energie dans une direction donnée, on dira que cette antenne à un gain Ge dans la direction donnée. Ce gain depend evidement du pouvoir de concentration de l'antenne ou de sa directivité. alors la puissance reçue sera

    Pr = Pe Ge Sr /( 4 pi D²)

    En fait le gain d'une antenne ( c'est vrai pour les antennes de type parabolique) est donné par la formule G = 4 pi S /( L² ) avec S surface de l'antenne et L la longueur d'onde .

    Cette formule s'applique pour l'antenne d'emission et pour l'antenne de reception
    Sr = Gr L² / (4 pi )

    En reportant ces valeurs dans la formule donnant la puissance de reception

    Pr = Pe Ge Gr L² /( 4 pi ) * 1 / ( 4 pi D²)

    Pr = Pe Ge Gr ( L / 4 pi D)²

    Le terme ( L/ ( 4 pi D)² est appelé abusivement l'affaiblissement d'espace libre.


    J'espère que mes explications sont suffisament claires, j'essaie de repôndre à toutes tes observations.

  5. #4
    annjy

    Re : Ondes EM - Portée

    Bonjour,

    un petit peu de lecture, pas trop compliqué....

    http://f1chf.free.fr/F1NSU/Propagation_radio.pdf

    Cordialement,
    JY

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    curieuxdenature

    Re : Ondes EM - Portée

    Citation Envoyé par Bonnes perspectives Voir le message
    Bonjour tout le monde,

    j'aimerais savoir si il existe une formule pour calculer la portée d'une onde électromagnétique dans l'air sans obstacle.

    Je suppose que ca dépendra essentiellement du milieu qu'elle traverse, de sa fréquence ainsi que de la puissance ou tension délivrée à la base, mais y a il une relation(une formule) qui relie ses grandeurs entres elles ?

    Merci d'avance pour vos réponses.
    Bonjour

    en complément de ce qui est dit, curieusement la valeur du champ electrique rayonné dépend de peu de choses.
    Essentiellement de la distance entre les 2 appareils, de la puissance de l'émetteur, et du facteur de gain de l'antenne.
    Comme la portée est un élement assez subjectif, on utilise la valeur du champ rayonné pour fixer les comparaisons.
    En volts par métre :
    E = racine carré de (60 fois la puissance transmise à l'antenne, fois le gain de l'antenne) / distance en mètres.
    le gain varie de 1 à 1.5 à 1.64 entre l'antenne isotrope et le dipole demi-onde.

    Un exemple concret:
    256 Watts à 200 km avec un dipole demi-onde donnent 759 µV/m pour le champ (ou 0.759 mV/m).

    Maintenant, pour savoir si le recepteur permet la reception à 200 km, il faut connaitre sa sensibilité.
    Un autre cas de figure :
    c'est un poste de radio avec cadre dont la Hauteur effective correspond à 5 cm, il devra être capable de décoder un signal de :
    U = E * Heff, soit 760 µV/m * 0.05 m = 38 µV
    L'electronique, c'est fantastique.

  8. #6
    f6bes

    Re : Ondes EM - Portée

    Bjr Bonnes perspectives,
    Maintenant si tu veux un logiciel de prédiction de performance de liaison radio, il y a cela:
    http://www.cplus.org/rmw/
    La portée d'une OEM dépend de sa fréquence et du mode que l'on considére (onde de sol ou ondes réfléchies).
    L'onde de sol est utilisée principalement dans les commiunications VHF et au delà. On utilise presque exclusivement ce mode de propagation pour des liaisons sures.

    En ondes décamétriques c'est bien souvent l'onde réfléchie qui prédomine et qui permet des liaisons intercontinentales de plusieurs milliers de kms.
    Cordialement
    Ben ça marche!

  9. Publicité
  10. #7
    Bonnes perspectives

    Re : Ondes EM - Portée

    Bonjour, merci pour vos réponses.

    Je désirerais encore savoir si on peut savoir d'après la fréquence et la puissance recue à l'antenne de réception quelle sera la tension et le courant induit dans l'antenne. Y a-il une formule qui inclut la fréquence , la tension et la puissance ?

  11. #8
    Bonnes perspectives

    Re : Ondes EM - Portée

    Encore une chose quand calculair dit plus haut

    Ge et Gr

    Ge ça veut dire gain de l'antenne émetrice et Gr gain antenne réceptrice ?

  12. #9
    calculair

    Re : Ondes EM - Portée

    Citation Envoyé par Bonnes perspectives Voir le message
    Encore une chose quand calculair dit plus haut

    Ge et Gr

    Ge ça veut dire gain de l'antenne émetrice et Gr gain antenne réceptrice ?
    c"est exact, et dans la direction emetteur recepteur en liaison.
    ces caracteristiques sont données par le constructeur d"antenne. Elles peuvent être calculées dans le cas d'antennes simples

  13. #10
    Bonnes perspectives

    Re : Ondes EM - Portée

    Bonsoir,

    maintenant si on connait la fréquence et la puissance à la réception peut-on savoir quelle sera la valeur de la tension induite au récepteur ? Y a-il une formule pour la calculer ? Prend-elle en compte le gain de l'antenne, sa résistivité ? où la résistivité de tout le circuit de réception ?


    Je sais qu'en magnétisme, la formule de la tension induite se calcule ainsi :

    E = B x l x v x N c a d Induction magnétique x longeur des conducteurs x vitesse x nombre de conducteurs

    Cette formule ne prend pas en compte la résistivité du fil donc je suppose qu'une FEM naîtra même si les fils était en plastique. Il n'y aura par contre pas de courant vu que le plastoc n'est pas conducteur.

    Ceci m'amène à croire que la résistance du circuit n'est pas prise en compte dans l'induction d'une tension sur une antenne de réception.

    Mais y a-il une formule du genre pour les récepteurs ?

  14. #11
    f6bes

    Re : Ondes EM - Portée

    Bj r à toi,
    En général l'on ne parle de "puissance " en réception, mais de champ de réception exprimé en "micro, milli,.. volts/métre".
    Une antenne à gain permet d'AUGMENTER cette "tension".Je dirais un "effet d'entonnoir" pour comparaison simple.
    Reste à savoir de quelle "résistivité " tu parles: donc toute résistance en SERIE avec un signal ATTENUE celui ci. Il y a donc inétérét à avoir la plus faible résitance de LIAISON.
    De plus afin de récupérer le MAXI de signal ,ilfaut que les impédances du générateur (l'antenne) soit équivalente à celle (circut d'entrée) du récepteur.

    La QUALITE du circuit d'entrée du récepteur va influer AUSSI sur le niveau de signal récupérable.C'est à dire que plus le circuit d'entrée sera AMORTI par une résistance parralléle forte ,plus le circuit sera sélectitif.
    A l'inverse une résisatnce paralléle FAIBLE à tendance amortir le circuit (elle le "court-circuite" en partie.)
    Une partie du signal est donc perdu.

    Il n'est pas nécessaire de connaitre la fréquence pour les calculs du niveau de signal récupérable . (mais je ne connais pas la formule!)
    Je vois mal une FEM etre induite dans du...............plastique !!!

    Qu'appeles tu "tout le circuit de réception" ?
    Lorsque ton signal est ensuite AMPLIFIE cela ne veut plus rien dire que de calculer APRES amplification le "niveau du signal d'entrée" !!
    A+
    Ben ça marche!

  15. #12
    Bonnes perspectives

    Re : Ondes EM - Portée

    Donc dans cette formule : Pr = Pe Ge Gr ( L / 4 pi D)², la puissance s'écrirait en ...V/m ?,


    Le D correspond à la distance ? Je n'ai pas bien saisi ce que voulait dire calculair par cette phrase : < Si tu as un emetteur de puissance Pei emet une onde avec una antenne omnidirectionnelle dans tout l'espace tu peux dire que si le milieu n'absorbe pas de l'energie ( milieu totalement transparent) à la distance D de l'emetteur, la puissance Pe est alors repartie sur la surface de la sphère centrée sur l'antenne et de rayon D. >

    Quand on parle de la surface extérieur + intérieur de l'antenne c'est toute sa surface ou uniquement le bout ? Doit-on aussi compter l'intérieur ou non à cause de l'effet pelliculaire ?


    -Quand je parlais du plastique je faisais référence à la loi de Faraday sur l'induction magnétique, la formule ne prend en effet pas compte de la résistance du matériaux : E ind. = B x v x l x N donc je me disais que du moment qu'on fait bouger rapidement une bobine en matériaux isolant devant un champ magnétique, on obtiendra une tension induite. Je n'ai pas fait l'expérience ça se voit peut-être mais je dis ça par déduction de la formule. J'ai du reste bien parler de tension et non de courant !

    Merci encore pour vos réponses

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  17. #13
    f6bes

    Re : Ondes EM - Portée

    Bsr à toi,
    Calculair veut dire que tu as une antenne qui rayonne dans TOUTES les directions , c'est à dire un rayonnement SPHERIQUE . Si tu considéres que le "milieu de transmission" (en l'occurence l'air , les nuages ect...) n'apportent AUCUNE déperdition (ce qui n'est pas le cas en pratique), alors la puissance à une distance D est répartie sur TOUTE la sphére considérée.
    Disons que si ta sphére à une surface de 100 m2, la puissance est répartie sur TOUTE cette surface (Ce cas n'existe qu'avec une antnne ISOTROPIQUE qui rayonne dans TOUTES les directions.
    Donc sur un point de ta sphére tu va avoir ton antenne de réception qui a une certaine surface de réception. C'est donc cette surface qui pourra capter une partie du rayonnement qui arrose TOUTE la sphére.
    Le hic c'est que si tu calcules la surface S d'une antenne failaire , tu obtiens une surface extrémment faible (diametre du fil x longueur).
    Ce n'est pas cette SURFACE qu'il convient de prendre,mais une surface dite "équivalente" de captation.
    Dans une antenne de forme circualire et filaire, cela correspond à la surface du cercle.Il n'en est pas de meme avec une antenne longifine.
    On s 'aperçoit qu'à fréquence identique les deux antennes ont un rendement identique alors que leur surface sont loin d'etre les memes.
    C'est pour cela que l'on détermine une surface "équivalente" pour les antennes filaires.

    La surface d'une antenne n'est pas la surface des bouts.
    De meme la surface (comme je viens de te l'expliquer) PHYSIQUE des éléments de l'antenne ce n'est PAS la surface EQUIVALENTE de l'antenne.

    Dans une antenne et plus on monte en fréquence et moins le courant à tendance à pénétrer.
    Donc on utilise des tubes de "gros diamétre" pour minimiser les pertes .

    Un petit lien:
    http://pageperso.aol.fr/RFcaniac/mon...6_antennes.pdf Tu y trouveras le calcul des surfaces effectives équivalentes.
    A+
    Ben ça marche!

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