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Rayonnement et antennes : les fondamentaux du bruit et de la propagation

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Dans cours

EE-345: Radiation and antennas

Les antennes sont utilisées dans une multitude d'applications de communications et de détection, demandant des fréquences et propriétés d'antennes très différentes. Ce cours décrit la théorie de base pour analyser et concevoir des antennes pour des applica ...

Description

Cette séance de cours couvre les fondamentaux du bruit dans le rayonnement et les antennes, y compris les sources de bruit internes et externes, le bruit thermique et le bruit dans les systèmes d'antenne. Il traite également des principes de communication sans fil, des champs électromagnétiques, de la propagation dans différents médias et des phénomènes physiques tels que la réfraction et la réflexion. La séance de cours explore les phénomènes d'absorption et de diffusion dus à la pluie, au brouillard et aux gaz atmosphériques, ainsi que l'impact des obstacles sur la propagation du signal, y compris la réflexion et la diffraction.

Enseignant·e

Anja Skrivervik

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Erik Ralf Algarp, Amir Mohsen Ahmadi Najafabadi, Behnaz Bakhtiari, Jiajun Li, Ahmet Bilir A dirigé les thèses EPFL de Christophe Caloz, Tomasz Grzegorczyk, Olivier Patrick Staub, Francisco Jesus Nunez, Katarina Blagovic, Julien Perruisseau-Carrier, Juliane Iten Chaves Simoes, Gabriela Quintero Diaz De Leon, Francesco Merli, Maddalena Violetti, Nuno Pires, Mohsen Koohestani, Jovanche Trajkovikj, Hamed Hasani, Anton Evgeniev Ivanov, Miroslav Veljovic, Danelys Rodr

Source officielle

Concepts associés (32)

Bruit de mesure

En métrologie, le bruit de mesure est l'ensemble des signaux parasites qui se superposent au signal que l'on cherche à obtenir au moyen d'une mesure d'un phénomène physique. Ces signaux sont une gêne pour la compréhension de l'information que le signal transporte. La métrologie vise donc notamment à connaître leurs origines et à les caractériser, afin de les éliminer et d'obtenir le signal d'origine aussi distinctement que possible. La source du bruit d'origine externe est externe au système physique générant le signal utile et agit par influence sur celui-ci.

Bruits colorés

Bien que le bruit soit un signal aléatoire, il possède des propriétés statiques caractéristiques. La densité spectrale de puissance en est une, et peut être utilisée pour distinguer les différents types de bruit. Cette classification par la densité spectrale donne une terminologie de « couleurs ». Chaque type est défini par une couleur. Ces définitions sont, en principe, communes aux différentes disciplines pour lesquelles le bruit est un facteur important (comme l'acoustique, la musique, l'électrotechnique et la physique).

Bruit de grenaille

vignette|Illustration d'un bruit d'émission de photons : le nombre moyen de photons par pixel augmente, de gauche à droite et de haut en bas, dans une simulation d'un processus de Poisson à partir d'une photo. Un bruit de grenaille, bruit de Schottky ou bruit quantique (en anglais, shot noise) est un bruit de fond qui peut être modélisé par un processus de Poisson. En électronique, il est causé par le fait que le courant électrique n'est pas continu mais constitué de porteurs de charge élémentaires (en général des électrons).

Bruit thermique

Le bruit thermique, également nommé bruit de résistance, bruit Johnson ou bruit de Johnson-Nyquist, est le bruit généré par l'agitation thermique des porteurs de charges, c'est-à-dire des électrons dans une résistance électrique en équilibre thermique. Ce phénomène a lieu indépendamment de toute tension appliquée. Le bruit thermique aux bornes d'une résistance est exprimée par la relation de Nyquist : où est la variance de la tension aux bornes de la résistance, est la constante de Boltzmann, qui vaut kB = 1,3806 × 10-23 J.

Propagation des ondes radio

Les ondes radioélectriques ou ondes hertziennes sont des ondes électromagnétiques qui se propagent de deux façons : dans l'espace libre (propagation rayonnée, autour de la Terre par exemple) dans des lignes (propagation guidée, dans un câble coaxial ou un guide d'ondes) Le domaine des fréquences des ondes radio s'étend de à . Pour la partie théorique, on se reportera à l'article Établissement de l'équation de propagation à partir des équations de Maxwell .

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