Cours ondes éléctromagnétiques

Cours ondes éléctromagnétiques, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

ONDES ELECTROMAGNETIQUES

Définition de l’onde électromagnétique :
Une onde électromagnétique (OEM) est constituée d’un champ électrique E et d’un champ magnétique B qui varient au même rythme que le courant qui leur a donné naissance.
C’est le physicien Maxwell qui a étudié les rapports entre les deux champs, établissant des équations connues sous le nom d’équations de Maxwell. On peut remarquer que :

Toute circulation de charges dans un conducteur produit une OEM
Une OEM crée dans tout conducteur des courants induits (antenne de réception)

Les champs E et B produits par l’antenne se répandent dans tout l’espace environnant l’antenne, en s’atténuant. A une certaine distance de l’antenne d’émission :
o les vecteurs E et B sont perpendiculaires entre eux
o les vecteurs E et B sont perpendiculaires à la direction de propagation o E et B sont déphasés (en retard) par rapport au courant qui les a créé
L’onde électromagnétique se propage en ligne droite, à la vitesse de la lumière, vitesse de propagation dans le vide ou l’air est « c » dans un matériau diélectrique de permittivité relative ε_r (isolant de câble coaxial, par exemple) la vitesse de propagation est inférieure à celle de la lumière

Le champ électrique (ou le champ magnétique ) varie de façon sinusoïdale le long de l’axe de propagation : on a donc affaire à une onde monochromatique (une seule fréquence, une seule couleur) .
Le champ électrique (ou le champ magnétique ) « vibre » dans un seul plan : on a donc affaire à une onde polarisée (verticalement, ici, pour le champ électrique).

La lumière naturelle est formée d’ondes dont les vibrations du champ électrique ont lieu dans tous les plans passant par l’axe de propagation

Propriétés de l’onde électromagnétique

fréquence :
La fréquence d’une OEM est la fréquence des champs E et B qui la composent c’est aussi la fréquence du courant circulant dans l’antenne.
Exemple : un signal sinusoïdal de f = 100 MHz appliqué à une antenne d’émission produira des champs E et B variant sinusoïdalement à la fréquence de 100 MHz.

longueur d’onde :
La longueur d’onde λ est le trajet parcouru par l’onde durant une période T

polarisation :
La polarisation d’une OEM est la direction de son champ électrique E.

Si E garde une direction constante, on dit que la polarisation est rectiligne
Se plus souvent, E est horizontal (polarisation horizontale) ou vertical (polarisation verticale)
à grande distance de l’antenne, E est toujours perpendiculaire à la direction de propagation
Il existe aussi des polarisation circulaire et elliptique

Propagation :
Les ondes radio se propagent de l’antenne d’émission à l’antenne de réception de diverses manières :

Par onde directe, partant de l’émetteur et arrivant sur le récepteur sans rencontrer d’obstacles naturels (montagnes, couches atmosphériques) ou artificiels (immeubles, lignes à THT)
Par onde réfléchie, lorsque l’onde rencontre un obstacle et est renvoyée dans sa totalité, ou en partie, dans une direction différente.

Les couches ionisées de l’atmosphère peuvent constituer des surfaces de réflexion si f < 30 MHz.

Introduction
INTRODUCTION AUX RESEAUX
I. Définitions
II. Différentes architectures d’un réseau
III. La téléphonie
IV . Le réseau téléphonique
V. Communication entre le téléphone et le central
ONDES ELECTROMAGNETIQUES
I. Définition de l’onde électromagnétique
II. Propriétés de l’onde électromagnétique
III. Aspect géométrique de la propagation de la lumière
FAISCEAU HERTZIEN
I. Généralités
II. Les liaisons radioélectriques
III. Les fréquences porteuses
IV. Les modulations utilisées en FH
V . Les équipements
VI. Liaison des émetteurs/récepteurs avec les antennes
COMMUNICATION PAR SATELLITE
I. Utilisation des satellites
II. Historique
III. caractéristique des satellites
IV. Système de communication par satellite
ANTENNES
I. Définition
II. Caractéristique d’une antenne
III. Exemples des antennes
IV. Exemple de directivités
V. Rayonnement d’une antenne isotrope
COMMUNICATION GSM
I. Normes
II. Infrastructure d’un réseau GSM
VI. Infrastructure d’un réseau UMTS
CIRCUITS ET SYSTEMES DE COMMUNICATION FILAIRES USB
I. Définition
II. Schéma électrique
III. Codage et communication
IV. Le protocole de communication
V. Transfert des données
RESEAUX LOCAUX
I. Réseau WIFI
II. Réseau Ethernet
EXERCICES
Bibliographie