Antenne patch ou dipole

[legyptien]

Bonjour,

J'ai une question assez basique:

On dit souvent que les antennes patchs ou antennes dipoles sont le siege d'onde stationnaire ce qui peut se comprendre du fait de la position des max et min qui reprensente le mode excitee sont stationnaires.

Pour avoir des ondes stationnaires d'une maniere generale pas forcement dans les antennes, il faut que TOUTES l'energie soit renvoyee "en arriere" or on dit par exemple que le patch est une cavite resonnante a fuite (fringing field), bon s'il y a une fuite "au contact" des murs magnetiques alors toute l'energie n' est PAS renvoyee en arriere ?! C est la fuite qui cree le rayonnement donc faut bien respecter la conservation d'energie ...


Merci !
-----

[f6bes]

Bjr à toi,
Hum c'est assez confus comme description.
Une antenne dipole comme toute autres antennes ( classiques..14/ d'onde, 5/8 d'onde, etc...) sont parcorues (le courant DANS l'antenne)
dont l'intensité VARIEsuivant en quel point l'on mesure ce courant. La tension fait de meme , mais en sens contraire.

Ce que tu soulignes dans ta phrase initiale.

Pour avoir des ondes stationniaires, par forcement QUE dans les antennes , il n'est PAS nécessaire que TOUTE l'énergie soit renvoyée en "arriére".
Il SUFFIT qu"une PARTIE soit renvoyée en ...arriére. Ce n'est donc pas...TOUTE..l'énergie.
Un retour de 10% (ou autre pourcentage) crée de "l'onde stationnaire" au prorata du pourcentage.

Bonne journée

[gwgidaz]

Bonjour,

J'ai une question assez basique:

On dit souvent que les antennes patchs ou antennes dipoles sont le siege d'onde stationnaire ce qui peut se comprendre du fait de la position des max et min qui reprensente le mode excitee sont stationnaires.

Pour avoir des ondes stationnaires d'une maniere generale pas forcement dans les antennes, il faut que TOUTES l'energie soit renvoyee "en arriere" or on dit par exemple que le patch est une cavite resonnante a fuite (fringing field), bon s'il y a une fuite "au contact" des murs magnetiques alors toute l'energie n' est PAS renvoyee en arriere ?! C est la fuite qui cree le rayonnement donc faut bien respecter la conservation d'energie ...


Merci !

Il faut bien distinguer le phénomène de résonance et le phénomène de fuites.
Dans une corde vibrante, par exemple, l'onde se réfléchit à l'extrémité de la corde, repart en arrière, puis se réfléchit à l'autre extrémité, etc...C'est un phénomène analogue avec tous les résonateurs siège d'onde stationnaire.

Maintenant, une partie de l'énergie peut "fuir" ( pas forcément aux extrémités, d'ailleurs..) et à chaque période, l'onde perd ainsi une partie de son énergie. Pour fixer les idées, on introduit le "coefficient de surtension Q" : l'énergie initiale est divisée par deux au bout d'un nombre de période égal à Q/2pi . Si rien d'autre n'est fait, l'énergie finit par disparaïtre...

Mais on peut compenser à chaque période l'énergie qui avait fui en apportant d'autre . On dit que l'oscillation est entretenue. Ainsi, pour une antenne d'émission, l'énergie rayonnée ( qui a fui) est en permanence compensée par l'énergie apportée par le câble coaxial... Ainsi la conservation de l'énergie est respectée.

Dans un circuit LC, le phénomène est analogue : l'énergie passe alternativement du condensateur à la self. Une partie est perdue à chaque aller-retour, par rayonnement ou par effet joule...Dans un oscillateur, on s'arrange pour compenser en permanence les pertes.
Même chose quand un enfant se balance sur une balançoire : S'il ne bouge pas, il finit par s'arrêter. Son mouvement des jambes peur entretenir l'oscillation. L'energie perdue par frottement avec l'air est compensée par l'"nergie issue de ce qu'il a mangé pour remuer les jambes.

[legyptien]

Bjr à toi,
Hum c'est assez confus comme description.
Une antenne dipole comme toute autres antennes ( classiques..14/ d'onde, 5/8 d'onde, etc...) sont parcorues (le courant DANS l'antenne)
dont l'intensité VARIEsuivant en quel point l'on mesure ce courant. La tension fait de meme , mais en sens contraire.

Ce que tu soulignes dans ta phrase initiale.

Pour avoir des ondes stationniaires, par forcement QUE dans les antennes , il n'est PAS nécessaire que TOUTE l'énergie soit renvoyée en "arriére".
Il SUFFIT qu"une PARTIE soit renvoyée en ...arriére. Ce n'est donc pas...TOUTE..l'énergie.
Un retour de 10% (ou autre pourcentage) crée de "l'onde stationnaire" au prorata du pourcentage.

Bonne journée

Merci pour ta reponse.
Ecoute je pense que j'ai garder dans l esprit une idée fausse pendant un bon bout de temps: L’idée selon laquelle une onde stationnaire n etait cree que par reflexion totale. Je sais que pour une réflexion partielle le max n est plus a 2*V_incident etc... mais je pensais que ce max bougeais (à C) sur la ligne, et que ce mouvement contrastait avec l'immobilisme du cas de la reflexion totale. Donc l'onde serait stationnaire quelque soit la reflexion ... ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[gwgidaz]

Bonjour,

Tout cela, c'est une question de vocabulaire ...

"le max bougeait le long de la ligne": Non, tu confonds l'onde progressive, et l'onde stationnaire, où il y a au moins deux ondes. Le maxi de l'onde stationnaire, c'est un endroit fixe de la ligne où l'amplitude est maximale.
Pense à une corde de guitare.

Il ne faut pas confondre "onde stationnaire " et résonance .

En général on parle d'onde stationnaire quand il y a une source, une ligne de transmission, et une charge. La source injecte une onde ( dite directe) sur une ligne. La charge absorbe tout ou partie de cette onde. L'énergie non absorbée ( onde réfléchie) repart de la charge et parcours la ligne dans l'autre sens . Aux endroits où l'onde réfléchie est en phase avec l'onde directe, les amplitudes s'ajoutent. Aux endroits où elles sont en opposition, les amplitudes se retranchent. Par exemple, si l'amplitude de l'onde directe est 100 , et l'amplitude de l'onde réfléchie est 10, il y aura des maxi de 110 et des minima de 90, le long de la ligne. Le rapport d'onde stationnaire sera de 110/90 = 1,22.

Mais pour parler de résonance, il faut identifier le " résonateur" . En général, dans un résonateur à ligne , le coefficient de réflexion est pratiquement de 100% aux deux extrémités de la ligne. On peut dire qu'il y a aussi une onde stationnaire, mais comme les réflexions sont pratiquement totales, l'onde réfléchie et l'onde directe sont presque égales, ce qui donne des maxima élevés et des minima presque nuls. Dans une ligne résonante, on peut considérer que l'onde rebondit aux deux extrémités, et que l'onde résultante cumule l'énergie qu'on lui injecte.
Si le résonateur est utilisé en tant que quadripole filtrant, on trouve deux accès à la ligne, un pour le signal d'entrée, l'autre pour le signal de sortie , qui ne sont pas forcément aux extrémités. Si par exemple on cesse d'injecter de l'énergie, l'onde va continuer son va et vient, mais va peu à peu s'affaiblir. Comme une corde de guitare, qu'on lâche, qui émet un son qui s'affaiblit....Ou comme un circuit oscillant, siège d'une oscillation amortie.

[legyptien]

Bonjour,

Tout cela, c'est une question de vocabulaire ...

"le max bougeait le long de la ligne": Non, tu confonds l'onde progressive, et l'onde stationnaire, où il y a au moins deux ondes. Le maxi de l'onde stationnaire, c'est un endroit fixe de la ligne où l'amplitude est maximale.
Pense à une corde de guitare.

Il ne faut pas confondre "onde stationnaire " et résonance .

En général on parle d'onde stationnaire quand il y a une source, une ligne de transmission, et une charge. La source injecte une onde ( dite directe) sur une ligne. La charge absorbe tout ou partie de cette onde. L'énergie non absorbée ( onde réfléchie) repart de la charge et parcours la ligne dans l'autre sens . Aux endroits où l'onde réfléchie est en phase avec l'onde directe, les amplitudes s'ajoutent. Aux endroits où elles sont en opposition, les amplitudes se retranchent. Par exemple, si l'amplitude de l'onde directe est 100 , et l'amplitude de l'onde réfléchie est 10, il y aura des maxi de 110 et des minima de 90, le long de la ligne. Le rapport d'onde stationnaire sera de 110/90 = 1,22.

Mais pour parler de résonance, il faut identifier le " résonateur" . En général, dans un résonateur à ligne , le coefficient de réflexion est pratiquement de 100% aux deux extrémités de la ligne. On peut dire qu'il y a aussi une onde stationnaire, mais comme les réflexions sont pratiquement totales, l'onde réfléchie et l'onde directe sont presque égales, ce qui donne des maxima élevés et des minima presque nuls. Dans une ligne résonante, on peut considérer que l'onde rebondit aux deux extrémités, et que l'onde résultante cumule l'énergie qu'on lui injecte.
Si le résonateur est utilisé en tant que quadripole filtrant, on trouve deux accès à la ligne, un pour le signal d'entrée, l'autre pour le signal de sortie , qui ne sont pas forcément aux extrémités. Si par exemple on cesse d'injecter de l'énergie, l'onde va continuer son va et vient, mais va peu à peu s'affaiblir. Comme une corde de guitare, qu'on lâche, qui émet un son qui s'affaiblit....Ou comme un circuit oscillant, siège d'une oscillation amortie.

Merci pour ta reponse mais je ne confond pas progressive (cas d'une onde) et stationnaire (au moins 2 ondes). Si tu lis mon dernier message tu verras que mon erreur a ete de croire que la stationnarite est obtenue uniquement dans le cas d'une reflexion totale. C est une eresie qui conduit d'ailleurs a des incoherences nottament en terme de discontinuite de la vitesse d'une onde. D'ailleurs J avais poster un message il y a plusieurs mois concernant cette incoherence (sous le nom de vitesse de l'onde je crois) qui vient d'etre resolue d'une pierre 2 coups en reglant cette apparente incoherence entre stationnarite et fuite (car je repete, je pensais qu'une stationnarite est obtenue uniquement dans le cas de la reflexion totale ce qui est une betise mais il est jamais trop tard pour les corriger: merci a F6bes ).

Merci a toi aussi pour ton intervention...

Bonne journee

[legyptien]

@gwgidaz: es tu d'accord qu'on a une onde stationnaire (avec des ventres ou noeuds qui ne bougent pas sur la ligne) dans le cas d'une reflexion partielle et pas seulement totale ?

[gwgidaz]

@gwgidaz: es tu d'accord qu'on a une onde stationnaire (avec des ventres ou noeuds qui ne bougent pas sur la ligne) dans le cas d'une reflexion partielle et pas seulement totale ?

Oui, bien sur. Dans ce cas, les deux ondes n'ont pas la même amplitude, donc les noeuds ne sont pas nuls.

[legyptien]

nous sommes d accord que les 2 ondes n ont pas la meme amplitude. Mais au risque d etre lourd:

1) Le ventre ou noeuds ne bougent pas sur la ligne ?!

2) Parcontre je dirais que les noeuds sont toujours nuls meme dans une reflexion partielle: Stp regarde l'image a la fin de ce lien a x=lambda/4 on a un nul a t=0. JE SUIS D ACCORD que quand le temps va augmenter on aura plus un nul a lambda/4.... Tu trouves pas que sur l'image au croisement de la courbe rose et noir on a un nul qui correspond au noeud ? Y a pas des applets pour ca j essaie d imaginer l evolution avec le temps et me casse la tete...

Merci

PS: franchement j ai vraiment pas l impression que le noeud (qui est un zero pour moi) va rester au meme endroit (x)...

[gwgidaz]

Bonjour,

J'ai l'impression que tu confonds la courbe fonction du temps et la courbe fonction de x.

Un noeud , c'est un endroit où l'amplitude de l'oscillation est minimale.

Prenons le cas d'une réflexion à l'extrémité d'une ligne.

Choisissons un point P fixe sur la ligne, situé à une distance x avant l'extrémité de la ligne.

- Au point P passe une onde directe , venant de la gauche, d'amplitude A = A sinwt , qui n'est pas encore arrivée à l'extrémité de la ligne .
- Au point P passe aussi une onde réfléchie, d'amplitude B, qui revient du point de réflexion situé la droite. Cette onde, quand elle repasse en P, a parcouru une distance fixe 2x de plus que la première onde, puisque elle est allé au bout et est revenue.

Le déphasage entre les deux ondes est donc constant, puisque la deuxième a parcouru une distance 2x de plus que la première. Ce DEPHASAGE EST CONSTANT puisque x est fixé.

Au point P on a donc la somme de 2 ondes , A sin (wt) + B sin (wt +phi)

Si au point P d'abcisse x , on a phi = (2k+1) pi , alors les deux ondes sont en opposition de phase . La somme est une onde (A-B) sinwt : c'est un noeud , qui reste au même endroit sur l'axe.

Si la réflexion est totale et qu'il n'y a pas de pertes sur la ligne, A = B et la somme des deux ondes au point x est nulle.

[legyptien]

Bonjour,

J'ai l'impression que tu confonds la courbe fonction du temps et la courbe fonction de x.

Tu es aller voir mon lien ? tu es aller voir l image ? l abscisse est bien X !!! et la somme des 2 courbes donnent 0 quand ces courbes s intersectent a t=0. tu es d accord ???????

c est sur le graphe. Restons focaliser sinon la discussion pare dans tout les sens.

merci

ps: Au passage, je pense que tu es sentinelle non ?

[gwgidaz]

Tu es aller voir mon lien ? tu es aller voir l image ? l abscisse est bien X !!! et la somme des 2 courbes donnent 0 quand ces courbes s intersectent a t=0. tu es d accord ???????

c est sur le graphe. Restons focaliser sinon la discussion pare dans tout les sens.

merci

ps: Au passage, je pense que tu es sentinelle non ?

Oui, j'ai vu, et ce n'est pas très clair.
Par exemple "la somme des 2 courbes donnent 0 quand ces courbes s intersectent a t=0" : on n'a pas à s'occuper du temps pour trouver les noeuds. Bien sur qu'il y a partout des amplitudes instantanées nulles à certains moments...
Si tu lis mon dernier message, ça devrait être clair pour toi. Où est le problème par rapport à ce que je t'explique ?

[f6bes]

Tu es aller voir mon lien ?

Bjr à toi,
Juste une recommandation :
au lieu de nous renvoyer vers la fin d'une autre discussion , il est plus simple de mettre le lien DIRECT de ton image. Tel que je le fais présentement :
http://forums.futura-sciences.com/at...s-img_3608.jpg
On n'a pas à chercher et c'est plus rapide et direct !!


A+

[legyptien]

Bjr à toi,
Juste une recommandation :
au lieu de nous renvoyer vers la fin d'une autre discussion , il est plus simple de mettre le lien DIRECT de ton image. Tel que je le fais présentement :
http://forums.futura-sciences.com/at...s-img_3608.jpg
On n'a pas à chercher et c'est plus rapide et direct !!


A+

recommandation notee

[legyptien]

on n'a pas à s'occuper du temps pour trouver les noeuds.

On a pas a le faire mais on peut le faire, et pardon mais j interprete ta reponse comme une facon de botter en touche...

- Au point P passe une onde directe , venant de la gauche, d'amplitude A = A sinwt , qui n'est pas encore arrivée à l'extrémité de la ligne .
- Au point P passe aussi une onde réfléchie, d'amplitude B, qui revient du point de réflexion situé la droite. Cette onde, quand elle repasse en P, a parcouru une distance fixe 2x de plus que la première onde, puisque elle est allé au bout et est revenue.

Dans ton exemple tu ne te rends pas compte que tu es en presence de 3 ondes ? pour toi il n y en a que 2. Tu vois ce que j ai mis en gras ? eh bien c est cette onde qui va interferer avec elle meme !!

Ton raisonnement de dephasage constant ne tient pas une seconde pour moi. Voyons si f6bes voit 2 ondes ou 3 ou s'il voit un dephasage constant ? C est quoi ton avis f6bes ?

[legyptien]

Je vais pas etre impertinent, je vais vous suivre dans votre raisonnement. Quelque soit la reflexion il y a onde stationnaire vrai ? donc les min et les max sont aux meme endroit sur la ligne quelque soit la reflexion vrai ? Je suis sur que vous etes d accord. Alors supposons que je sois parfaitement adapte il y a donc juste une onde progressive qui se propage a C (vitesse de la lumiere), le max de l onde progressive et son min se propagent a la vitesse C. Si j ai une variation infime de la charge (ce qui est toujours le cas), je passe Brutalement a votre cas stationnaire ou les max ou min sont stationnaires ?!!! Ca vous derange pas cette discontinuite de vitesse... ?

[f6bes]

Bjr à toi,
Ce que je vois ce sont deux ondes d'amplitude DIFFERENTES et surtout en PHASE.
En général lorsqu'il y a réflection , il y a déphasage. tel n'est pas le cas.
A la limite et dans le plus mauvais des cas ton onde de réflection et en oppostion de phase
totale de l'onde incidente.
Lorsqu'il y à réflection il y a un décalage "temporel" de l'onde réfléchie.
Ce n'est pas les conditions de ton dessin.
bonne journée

[gwgidaz]

Je vais pas etre impertinent, je vais vous suivre dans votre raisonnement. Quelque soit la reflexion il y a onde stationnaire vrai ? donc les min et les max sont aux meme endroit sur la ligne quelque soit la reflexion vrai ? Je suis sur que vous etes d accord. Alors supposons que je sois parfaitement adapte il y a donc juste une onde progressive qui se propage a C (vitesse de la lumiere), le max de l onde progressive et son min se propagent a la vitesse C. Si j ai une variation infime de la charge (ce qui est toujours le cas), je passe Brutalement a votre cas stationnaire ou les max ou min sont stationnaires ?!!! Ca vous derange pas cette discontinuite de vitesse... ?

Ok, prenons comme image d'une onde progressive : une sinusoïde qui se déplace le long de l'axe des x , à la vitesse c.

Mais une onde stationnaire, ce n'est pas cette sinusoïde qui s'arrêterait ! !

Tu peux visualiser une onde stationnaire en imaginant une corde de guitare qu'on fait vibrer : La corde ne s'immobilise pas , courbée comme une arche de sinus, dans une position fixe.
Elle vibre autour de sa position centrale, et apparaît comme un fuseau flou.

Idem pour la tension sur une ligne : En un point d'abcisse x, la tension n'est pas "figée " à une valeur donnée. au contraire, elle oscille .

Il ne faut pas confondre amplitude maximale et élongation (ou amplitude instantanée) . Sur un ventre d'onde stationnaire, on a une amplitude maximale, mais l'élongation varie sinusoïdalement en fonction du temps.

Par ailleurs, dans le cas d'ondes stationnaires , on ne peut pas dire qu'il y ait trois ondes. Il y a deux points de vue :

- soit on considère deux ondes progressives qui se croisent;
- soit on considère le résultat de leur somme .


Mathématiquement , dans le cas de réflexion totale , on a :

deux ondes progressives qui se croisent Asin (wt - kx ) et Asin (wt+ kx)
avec k = 2pi/lambda

leur somme est : Asin (wt - kx ) + Asin (wt+ kx) = 2A (cos kx ) ( sin wt)

L'amplitude max de l'onde stationnaire est le coefficient du sinus, c'est à dire 2A cos kx
On voit que l'amplitude max dépend de l'endroit x où on se place.
Par contre, à l'endroit où on se place, on voit qu'il y a toujours une oscillation , puisque l'amplitude max est multipliée par sinwt.

J'espère que c'est suffisamment clair maintenant....

[legyptien]

Lorsqu'il y à réflection il y a un décalage "temporel" de l'onde réfléchie.
Ce n'est pas les conditions de ton dessin.
bonne journée

Dans mon dessin je ne dis pas ou est la reflexion ! L'onde reflechie est bien dephasee et attenuee par rapport a l onde incidente mais un jour ou l autre, elle se rencontre en phase et cette rencontre est illustree par mon dessin. J aurai du le mentionner ainsi des le debut. Es tu d accord maintenant ?

[legyptien]

Mais une onde stationnaire, ce n'est pas cette sinusoïde qui s'arrêterait ! !
Tu peux visualiser une onde stationnaire en imaginant une corde de guitare qu'on fait vibrer : La corde ne s'immobilise pas , courbée comme une arche de sinus, dans une position fixe.

Pardon mais tu confonds 2 notions tres differentes. S arreter ne veut pas dire immobilisee. tu dis qu une onde stationnaire n est pas une sinusoide qui s arreterait. Le mot arreter fait reference dans ton les livres a la vitesse de propagation. Donc une onde stationnaire pour toi ne s arrete pas, elle se propage ? c est pour ca qu elle s appelle stationnaire ? Je crois que tu confonds X et Y. X est l axe de la propagation et Y est l axe de la variation d amplitude. Y est liee a X par la fonction representant l onde...

[gwgidaz]

Bonjour,

Non, je ne confond pas.
Une "onde stationnaire" n'est pas une onde. c'est un phénomène du à la composition de deux ondes sur le même axe de propagation.
Quand on compose deux ondes qui ne sont pas sur le même axe de propagation, ( vecteurs d'onde non colinéaires) , on appelle cela "interférences" . il ne vient à personne l'idée d'appeler "onde" le phénomène d'interférences , bien que les franges ressemblent à une ondulation ....
Le vocable " onde stationnaire " est un choix malheureux qui produit et produira encore bien des contresens chez les novices.

Au revoir.

[legyptien]

Une "onde stationnaire" n'est pas une onde.

Ah ok une onde stationnaire n est pas une onde qui stationne puisque c est pas une onde pour toi. On est dans un pays libre apres tout, chacun est libre de penser ce qu il veut. Comme tu le dis dans le cas d interferences de 2 ondes le long de 2 axe different on appelle pas ca onde puisque l axe sur lequel ton interference est n est pas la meme qu aucun des axes des ondes qui interferent entre elles. Alors que dans le cas de l onde stationnaire il n y a qu un seul axe pour les 3 ondes ( les 2 ondes qui interferent et le resultat de cette interference).

Si tu refuses de voir ca comme une onde qui stationne (ne se propage pas) c est ton droit...

PS: quand je dis que l axe de ton interference n est pas la meme c est parce que je pense aux trous de young parce que je sais que tu fais reference a ca aussi...

[f6bes]

Bjr à toi,
Hum, c'est une onde " virtuelle".
C'est une "résultante", mais si tu peux matérialiser l'onde "aller" et l'onde " retour", je vois mal comment tu va "voir"
cette troisiéme onde.
Si il y avait une TROISIEME onde, alors elle pourrati AUSSI se " combiner" aux deux autres et donner d'autres...ondes
qui à leur tour se combineraient avec les ondes nitiales etc..etc...
Il n'est pas bon de voir cela comme une "troisiéme" onde.

Bon WE

[legyptien]

Bjr à toi,
Hum, c'est une onde " virtuelle".
C'est une "résultante", mais si tu peux matérialiser l'onde "aller" et l'onde " retour", je vois mal comment tu va "voir"
cette troisiéme onde.

1) Si tu veux bien on remplace le mot virtuelle par resultante ? Juste une suggestion... La resultante est une onde et de cette facon elle se combinera avec personne. C est le mot virtuelle qui te fait dire qu elle se combine, resultante regle le probleme.

2) Eh bien pour la voir c est tres simple. Un dipole est le siege d onde stationnaire (reflexion totale), quelqu un l a dit plutot et on est tous d accord la dessus. Ton dipole il va rayonner... et ton diagramme de rayonnement est en relation directe avec la distribution de courant (qui est une onde stationnaire) sur le dipole.

Gwgidaz m a ecrit un chapitre (qu il a fini par j espere que c est plus clair) avec des equations dont la finalite montrait une onde stationnaire modulee en amplitude selon le x sur lequel on est. Si on ecrit des equations sans savoir les interpreter, il vaut etre un mathematicien pas un physicien (ou encore plus grave un ingenieur).