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ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DE LA DIFFRACTION PAR UNE ARRETE DIELECTRIQUE ; GILLES, Thierry ; PLOUHINEC, Eric ; SLT ESPIEUX, Etienne

Type de contenu
  • Images animées
Titre(s)
  • ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DE LA DIFFRACTION PAR UNE ARRETE DIELECTRIQUE ; GILLES, Thierry ; PLOUHINEC, Eric ; SLT ESPIEUX, Etienne
Autre(s) responsabilité(s)
Editeur, producteur
  • Ecoles Militaires de Saint-Cyr Coëtquidan
Note de thèses et écrits académiques
  • Filière Scientifique - Option Electronique Promotion Chef d'Escadron Francoville Date de soutenance : 01/01/2011
Résumé ou extrait
  • > Etude : PRÉSENTATION : La propagation des ondes électromagnétiques est un phénomène intervenant régulièrement dans la vie courante, que ce soit dans des domaines civils (borne wi-fi, téléphonie mobile...) ou militaires (relais de transmission, numérisation du champ de bataille...). Dans un espace donné, cette propagation est faite de réflexions, de transmissions et de diffractions multiples. Son étude peut être théorique, sur un logiciel, ou pratique, dans un laboratoire ou en plein air. Notre but est d¹étudier en particulier la diffraction sur une arrête diélectrique. Pour cela, nous disposons du logiciel Feko pour ce qui concerne la théorie, et du laboratoire d¹électromagnétisme appliqué pour la partie expérimentale. Dans un premier temps nous travaillerons avec un cube métallique, afin de valider la pertinence des conditions expérimentales. Ceci fait, nous étudierons le cas d¹un dièdre en briques dont nous feront varier l¹épaisseur. CONTRAINTES : Nos contraintes résident dans la difficulté à faire correspondre les conditions expérimentales à la théorie. En effet, du bruit dû aux multiples réflexions et transmissions d¹ondes dans le laboratoire perturbe les mesures. Pour s¹en affranchir, nous placerons de la meilleur façon possible des absorbants autour des expériences. Si ceux-ci permettent d¹augmenter de façon considérable la qualité des résultats obtenus, nous ne seront jamais dans des conditions correspondant purement à la théorie. Au niveau des simulations, les calculs mobilisent beaucoup de mémoire RAM ; il est donc nécessaire de les simplifier au maximum, sans altérer les résultats. DÉMARCHE : On réalise parallèlement des simulations et des expériences, afin de vérifier leur correspondance. Grâce à la résolution des équations de Maxwell, le logiciel Feko calcule le champ électrique aux points de l¹espace qu¹on lui désigne. Expérimentalement, on mesure ce champ à l¹aide d¹une antenne d¹émission fixe, excitée par un générateur de signaux émettant une tension sinusoïdale, et d¹une antenne de réception mobile, reliée à un analyseur de spectre. Cette dernière, fixée sur un chariot à roues motorisé, se déplace le long du dièdre métallique ou diélectrique, sur un rail. Le chariot est commandé depuis un ordinateur grâce à un logiciel labview, et s¹arrête aux endroits ou l¹on a calculé théoriquement le champ électrique. A préalable, on a testé l¹efficacité des absorbants et déterminer leurs positions idéales. RÉSULTATS OBTENUS : Avec le cube métallique, les résultats sont assez bons : les oscillations du champ électrique concordent. On remarque néanmoins que le bruit expérimental est plus important que le bruit théorique, dû aux approximations faites dans la résolution des équations de Maxwell. Avec le dièdre diélectrique, lorsque les antennes sont en vision directe, on observe parfois en pratique une perte de gain par rapport à la théorie. Lorsque l¹antenne de réception est dans la zone d¹ombre, la champ électrique diminue de la même manière dans la théorie et dans la pratique, puis varie de façon assez irrégulière, en raison de la transmission à travers le dièdre. Nous pouvons observer l¹influence de l¹épaisseur du dièdre sur l¹importance de ce champ. En outre, les simulations permettent de visualiser l¹influence de la permittivité relative du matériau du dièdre. LIMITES : On retient deux types de limites : les limites de la simulation et les limites expérimentales. Dans les simulations, les limites sont liées à la mémoire nécessaire pour résoudre les calculs : ainsi, on ne peut pas simuler un mur composé de briques distinctes, mais seulement un mur composé d¹un seul bloc. Au niveau des expériences, les absorbants demeurent moins efficaces qu¹une véritable chambre anéchoïque. Pour réduire cette différence d¹efficacité, on réalise un toit tapissé d¹absorbants que l¹on place au dessus de l¹antenne d¹émission. Mais on introduit alors la présence de pieds en bois dans l¹expérience. Si l¹influence de ces derniers, que l¹on a me
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