Diagramme de rayonnement

[invitede6f3928]

Bonjour,

voila pour ceux qui n'ont pas vu mes posts précédents, je suis en prépa PSI et à la fin de l'année je dois présenter mon TIPE qui sera pour moi une étude de l'antenne Wi-Fi Ricoré. J'ai réussi à avoir un diagramme de rayonnement "pratique" de mon antenne, maintenant je voudrais avoir le diagramme de rayonnement théorique. Je voulais vous demander comment on pouvait obtenir la courbe paramétrée qui caractérise le diagramme de rayonnement. Si cela peut vous aider j'ai trouvé ce site http://tice.ens2m.fr/microondes/05pr...c/C5_3circ.htm qui permet d'obtenir les équations en cylindriques des champs électriques et magnétiques.

Merci d'avance
Jeremouse1
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[f6bes]

Bjr à toi,
Apparemment, tu nous présentes l'INTERIEUR d'un "guide d'onde" avec les champs qui vont avec, mais cela ne présage en rien du DIAGRAMME de RAYONNEMENT.
Voir là peut etre :
http://www.anfr.fr/doc/docenligne/Ra...tembre2001.doc

Que va t il se passer en "sortie" du guide, je vois mal COMMENT "distribuer" le rayonnement .
Voir aussi le logiciel "manna" .(simulation d'antenne)
A+

[LPFR]

Bonjour.
Très intéressant votre lien.
Votre boite de Ricoré va probablement se mettre en mode TE11, ou quelque chose d'approchant, car cela dépend de la façon où la boite est alimentée. Mais cela donne une idée. En particulier, la figure 53-7, que j'avais essayé de décrire dans votre post original.
On peut faire la supposition que le champ électrique à la sortie de la boite est celui donnée par les formules du lien.

Pour calculer le diagramme de radiation (loin de la boite), il faut, pour chaque direction de l'espace, faire la somme des champs de chaque morceau de la sortie de la boite, en tenant compte du déphasage dû au fait que le chemin optique n'est pas le même. Comme les angles vont jusqu'à pi/2, on en peut pas faire des approximations.
La polarisation de l'onde sera dans le sens horizontal par rapport à la figure, mais il est possible qu'il reste une partie verticale dans des directions vers le haut et vers le bas. Donc, il faut calculer les deux composantes. Je pense que je travaillerais en coordonnés cartésiennes (composante horizontale et verticale), même si pour intégrer sur la surface de la boite on peut conserver les coordonnés cylindriques.

Mais ce dont se suis presque sûr, est que l'intégrale n'est pas analytique et qu'il n'y a que l'intégration numérique qui puisse donner des résultats.

Bon courage!
Au revoir.

[invitede6f3928]

Bonsoir,
merci tout d'abord de vos réponses, ensuite j'aurais voulu vous demander de me conseiller pour un logiciel de simulation d'antenne capable de simuler une antenne Ricoré donc à guide d'onde. J'ai recherché pour MMANA mais j'ai l'impression qu'on ne peut faire que des antennes filaires avec.
Merci d'avance
Jeremouse1

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Re.
Désolé, mais je n'ai jamais utilisé de logiciel de simulation d'antennes. Je ne peux pas vous conseiller.
Avez-vous regardé du côté de MatLab? Je sais qu'il peut simuler des antennes, mais je ne sais pas s'il peut faire quelque chose dans votre cas.
A+

[f6bes]

Bonsoir,
merci tout d'abord de vos réponses, ensuite j'aurais voulu vous demander de me conseiller pour un logiciel de simulation d'antenne capable de simuler une antenne Ricoré donc à guide d'onde. J'ai recherché pour MMANA mais j'ai l'impression qu'on ne peut faire que des antennes filaires avec.
Merci d'avance
Jeremouse1

Bjr à toi,
Reste à savoir ce que tu appeles "antenne filaire".
Manna traite AUSSi les types YAGI.

Une "Ricoré" n'est rien d'autre qu'une "filaire" (source 1/4 d'onde) et c'EST cela l'antenne dans un guide d'onde.

Faudrait donc voir avec "simulation guide d'onde" (Google)
Là par exemple (fait s'incrire) :http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=6647314
Bonne journée

[LPFR]

Bonjour F6bes.
Les antennes filaires sont celle formées par des "fils". Les antennes Yagi sont aussi des antennes filaires.
La boite de Ricoré ne se comporte comme pas comme une antenne ¼ d'onde. Son comportement est plus proche de celui d'une parabole petite (diamètre comparable à la longueur d'onde) avec une distribution non uniforme et avec la direction du champ non constante.
Dans ce cas il ne s'agit pas d'une simulation de guide d'ondes. Quoi que... s'il était possible de simuler la boite de Ricoré, avec son alimentation, la forme du champ à la sortie de la boite serait plus proche de la réalité que la supposition que c'est exactement la forme d'un TE11.

Ici il s'agit de partir de la forme du champ électrique à la sortie, et calculer ce que cela donne dans une direction donnée. Pour cela il faut diviser la sortie de la boite en petits morceaux et faire la somme dans une direction en tenant compte du déphasage. Ce n'est pas dur à programmer, mais il faut écrire les bonnes formules et le programme d'intégration.
Cordialement,

[f6bes]

Bonjour F6bes.
Les antennes filaires sont celle formées par des "fils". Les antennes Yagi sont aussi des antennes filaires.
La boite de Ricoré ne se comporte comme pas comme une antenne ¼ d'onde. Son comportement est plus proche de celui d'une parabole petite (diamètre comparable à la longueur d'onde) avec une distribution non uniforme et avec la direction du champ non constante.

BJr à toi,
A: Effectivement....c'est du "fil" (gros)
B: Effectivement ,Le 1/4 d'onde n'est pas SEUL (SOURCE pour moi )
Bonne journée

[invitede6f3928]

Bonsoir,

merci tout d'abord pour toutes vos réponses, je vais étudier ça et je vous en reparle . En attendant j'avais quelques questions qui sont peut etre peu en rapport avec le diagramme de rayonnement. Je vois par exemple que mon brin rayonnant dans la boite Ricoré doit etre placé à une longueur exact de Lg/4 et que la longueur de la boite doit être au minimum de 3Lg/4 mais pourquoi cela ?
Aussi j'aurais vouu savoir pourquoi Lg, la longueur d'onde dans le guide est différente de Lo, la longueur d'onde dans le vide, celle du Wifi ?

Merci d'avance
Jeremouse1

[f6bes]

Bjr à toi,
Lg/4, c'est pas FORCEMENT vrai .
Cela va dépendre du diamétre et de la longueur de guide d'onde.
Dans bien des cas (si on veut pinailler) faut prévoir un DEPLACEMENT longitudinal de l'emplacement du 1/4 d'onde.

Pourquoi Lg différent de Lo:
Tout simplement c'est que nous ne sommes PAS dans le vide !
Disons (pour simplifié) que le guide comporte un "coefficient de vélocité" , comme pour du cable coaxial.

LFPR t'explique mieux que je ne pourrais le faire le : 3Lg/4.
Je dirais qu'en gros que c'est pour que la "fonction guidage" soit établi vis à vis de la longueur d'onde.
Si c'est "trop court", c'est "mal" guidé ! (exprimé avec mes mots ).
A+
A+

[LPFR]

Bonjour.
Les champs dans le guide d'ondes sont loin de ressembler à une onde plane. Pour un guide rectangulaire on peut voir les modes TE comme la somme de deux ondes planes identiques qui se propagent "en biais" mais avec les inclinaisons opposées. Pour satisfaire aux conditions limites, cette inclinaison dépend des dimensions du guide et de la longueur d'onde dans le vide de l'onde. Quand on se rapproche de la fréquence de coupure, la propagation de chaque onde devient de plus en plus perpendiculaire au guide. L'addition des deux ondes donne des maxima et minima qui sont de plus en plus éloignés à mesure que la propagation est de plus en plus "inclinée". C'est la distance entre deux maxima que l'on appelle "longueur d'onde dans le guide".
Ça c'est pour un guide rectangulaire. Pour un guide circulaire on doit avoir la même chose, mais je ne connais pas quelles sont les ondes planes à ajouter pour obtenir la distribution des champs. Et vues les fonctions de Bessel qui apparaissent, je ne parlerai qu'en présence de mon avocat.
Dans le lien (http://tice.ens2m.fr/microondes/05pr...c/C5_3circ.htm) que vous avez donné, les calculs semblent corrects, même si sont très pénibles à lire car il n'y a que des formules et presque pas d'explications. Mais la fréquence de coupure est donnée en fonction du mode et du rayon de la boite, ainsi que la relation entre les longueurs d'onde dans le vide, de coupure et dans le guide.
Pour une boite de Ricoré de 100 mm de diamètre je calcule une longueur d'onde dans le guide de 18,44 cm pour 12,5 GHz.
Le positionnement de l'excitation à λg/4 s'explique car à cet endroit il y aura un maximum de champ et une émission dans les deux directions. Celle qui part vers le fond va se réfléchir avec une inversion de phase. Donc, de retour elle aura parcouru λg/2 avec une inversion de phase et se trouvera dont en phase avec l'onde émisse par l'excitation.
La longueur minimum se comprend de la même manière (pensez à une flûte à bec ou à un tuyau d'orgue). À la sortie de la boite il y a un changement d'impédance et une réflexion partielle. Mais cette réflexion est sans inversion de phase. Donc il faut que c'est endroit se trouve à un multiple entier de λg/2 du point d'excitation pour que la réflexion soit en phase.

Vues les dimensions de la boite et la longueur d'onde dans le vide, toute la sortie de la boite sera en phase. Donc, il n'y aura pas des zéros d'émission. Elle se fera dans tout le demi-espace devant la boite avec un maximum dans l'axe et un minimum par le travers dans toutes les directions. La dépendance de l'amplitude du champ avec la direction thêta par rapport à l'axe de symétrie doit être très proche de sin(thêta).
Au revoir.

[invite3e5ede0a]

Bonjour,

Sur un post précédent, je vous avais donné un lien vers le livre de M.Orfanidis : http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/, où ce que vous cherchez est expliqué sans le chapitre 17.

En effet, ce qui vous intéresse ici, c'est de connaître le champ rayonné (à grande distance par rapport à la longueur d'onde) par une ouverture d'une boite circulaire. Dans ce type de problème, on connait (dumoins, on le suppose...) les champs dans le plan de l'ouverture. Dans votre cas, puisque la boite est circulaire, les champs à l'intérieur sont exprimés grâce à des fonctions de Bessel. (Les fonctions de Bessel sont une sorte d'analogue des fonctions sinus et cosinus, mais pour des géométries circulaires).

Il y'a beaucoup de choses pointues dans le lien que je vous ait donné. Il faut donc faire un peu le tri. Si on voulait traiter le problème sans faire d'approximation, une solution pourrait d'être d'utiliser les formules de "Kottler"(17.4.2), qui permettent de calculer le champ rayonné par une distribution de courant connue (ces courants, dit "équivalents", s'obtiennent à partir des champs dans l'ouverture). Bon, c'est peu être un peu compliqué dans le cas présent.

Dans ce cas, en supposant que le résultat qui vous intéresse est uniquement le champ "lointain", le mieux serait d'utiliser les approximations de Fresnel (equation 17.8.3 par exemple). Cette approximation permet de calculer le champ rayonné uniquement grâce au champ électrique dans l'ouverture.

On peut calculer cette intégrale de façon numérique, et avec pas mal d'astuces mathématiques, on doit également pouvoir en obtenir une approximation analytique.

[inviteee569089]

Bonjour, je m'interesse comme toi à cette antenne ricorée, je l'ai fabriquée et ce que je voulais tester c'est si elle est vraiment aussi directive qu'on le dit car je n'en ai pas l'impression, Jeremouse1 je suis donc curieux de savoir comment tu as fait pour determiner un diagramme de rayonnement "pratique" de cette antenne. Ta technique m'interesserait beaucoup.

Merci, à bientôt.

[f6bes]

Bjr à toi et bienvenue sur FUTURA,
Reste à savoir ce que tu appeles ".. aussi directive.." C'est trés subjectif comme définition de la ....directivité !
Pour la directivité faut s'intéresser au champ à diverses valeurs d'angle par rapport à l'axe de rayonnement.

En gros faut mesurer la valeur du champ par exemple avec un décalage de 5 en 5 degrés.
Là tu pourras avoir idée de qq chose.
Un simple mesureur de champ à diode peut suffire pour cette manip ( à condition d' avoir un moyen d'émettre)
A

[inviteee569089]

merci pour cette réponse rapide.

J'avais pensé comme vous le dites à mesurer à différentes valeurs d'angle par rapport à l'axe d'émission mais je ne savais pas comment avoir quelque chose de précis. J'ai placé la boite ricorée dans un endroit dégagé en la pointant vers une direction donnée et j'ai fait un réseau sans fil entre l'ordinateur où elle était branchée et un ordinateur portable qui lui recevait le wifi de façon classique avec l'antenne intégrée. Avec netstumbler sur l'ordinateur portable j'ai regardé le gain en dbm obtenu. Dans l'axe de la boite je reçois en effet un signal plus fort qu'avec une antenne omnidirectionnelle mais lorsque je me déplace sur le coté de la boite c'est à dire à 90° par rapport à l'axe d'émission (en restant à la même distance) le signal s'affaiblit mais assez peu en fait et cela ne reflète pas les ce qu'on peut voir sur des diagrammes de rayonnement théoriques d'antennes directionnelles classiques. L'affaiblissement du signal que je trouve n'est pas aussi significatif que ce qu'on devrait trouver selon la théorie. Comment expliquer ceci.

Pensez vous que ces mesures étranges soient dus au fait que l'ordinateur portable avec lequel je mesure la puissance du signal ne soit pas équipé lui aussi d'une antenne directionnelle mais d'une antenne intégrée qui capte un faisceau trop large?

[f6bes]

Bsr à toi,
Idéal c'est la chambre anéchoide, sinon gare aux réflexions parasites et insoupçonnées.
Faut faire cela dans un environnement "libre" et dégagé.
Peu importe l'antenne de réception, il vaut mieux meme quelle soit omnidirectionnelle (une directionnelle pourrai t avoir des lobes secondaires et "tromper" la mesure)
Autre chose si la réception est "saturée", difficile de voir des différences.
Bonne soirée

[inviteee569089]

Merci,

Je vais essayer de réunir ces conditions. Mais je ne vois pas ce que veut dire reception "saturée", cela veut-il dire que le signal ne doit pas etre trop puissant pour avoir une mesure fiable?