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Séance de cours

Formule de Friis: Gain d'antenne et densité de puissance

Dans cours

EE-445: Microwaves, the basics of wireless communications

This course is an introduction to microwaves and microwave passive circuits. A special attention is given to the introduction of the notion of distributed circuits and to the scattering matrix ...

Description

Cette séance de cours couvre la formule de Friis, qui calcule la densité de puissance rayonnée par une source isotrope et une antenne réelle. Il explique comment déterminer la puissance reçue à différentes distances et la relation entre le gain d'antenne et l'ouverture effective. La séance de cours se penche également sur la détection et la télémétrie radio (RADAR), discutant de surfaces RADAR équivalentes, de résonances et de différentes régions. Il explore Pulse RADAR, Chirp RADAR et Doppler RADAR, détaillant les balayages de fréquence, les mélangeurs, les amplificateurs, les filtres et les haut-parleurs. Des exemples pratiques sont fournis, tels que le calcul des décalages de fréquence dans les téléphones cellulaires en fonction de la vitesse du véhicule.

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Enseignant·e

Anja Skrivervik

Anja Skrivervik obtained her electrical engineering degree from Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne in 1986, and her PhD from the same institution in 1992, for which she received the Latsis award. After a stay at the University of Rennes as an invited Research Fellow and two years in the industry, she returned part time to EPFL as an Assistant Professor in 1996, and is now a Professeur Titulaire at this institution, where she is the head of the Microwave and Antenna Group. Her research activities include electrically small antennas, antennas in biological media, periodic structures, reflect- and tranmitarrays, and numerical techniques for electromagnetics. She is author or co-author of more than 200 peer reviewed scientific publications. Her teaching activities include courses on microwaves and antennas, and she has course at Bachelor, Master and PhD levels. She was director of the EE section form 1996-2000, and is currently the director of the EE doctoral school at EPFL. She is very active in European collaboration and European projects. She was the chairperson of the Swiss URSI until 2012, is a Board member of the European School on Antennas and is frequently requested to review research programs and centers in Europe. She is a member of the board of directors of the European Association on Antennas and Propagation (EurAAP) since 2017.

Source officielle

Concepts associés (32)

Aperture (antenna)

In electromagnetics and antenna theory, the aperture of an antenna is defined as "A surface, near or on an antenna, on which it is convenient to make assumptions regarding the field values for the purpose of computing fields at external points. The aperture is often taken as that portion of a plane surface near the antenna, perpendicular to the direction of maximum radiation, through which the major part of the radiation passes.

Antenne radioélectrique

thumb|Antenne rideau HF de télécommunication. thumb|Antennes de réception de la télévision. thumb|Montage d'une antenne de station terrienne au Nicaragua. thumb|upright=1.8|Un diagramme animé d'une antenne dipôle recevant une onde radio. En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur) les ondes électromagnétiques. L'antenne est un élément fondamental dans un système radioélectrique, et ses caractéristiques de rendement, gain, diagramme de rayonnement influencent directement les performances de qualité et de portée du système.

Antenne dipolaire

L'antenne dipolaire, élaborée par Heinrich Rudolph Hertz vers 1886, est une antenne constituée de deux brins métalliques, alimentée en son milieu et destinée à transmettre ou recevoir de l'énergie électromagnétique. Ce type d'antenne est le plus simple à étudier d'un point de vue analytique. 220px|thumb|Antenne dipolaire. thumb|300px|Une antenne dipolaire recevant une onde radio. thumb|Schéma géométrique d'un dipôle élémentaire.

Gain d'antenne

Le gain d'antenne est le pouvoir d'amplification passif d'une antenne. C'est le rapport entre la puissance rayonnée dans le lobe principal et la puissance rayonnée par une antenne de référence, isotrope ou dipolaire. Le gain d'une antenne dépend principalement de sa surface équivalente, de sa directivité et de la fréquence. Le gain d'une antenne s'exprime normalement en dBi, en prenant pour référence une antenne isotrope, c’est-à-dire une antenne fictive qui rayonne uniformément dans toutes les directions.

Équation des télécommunications

L'équation des télécommunications, (appelée aussi équation de Friis par les Anglo-Saxons), permet d'obtenir un ordre de grandeur de la puissance radio collectée par un récepteur situé à une certaine distance d'un émetteur en espace libre. Il ne faut pas la confondre avec la formule de Friis, utilisée pour calculer le facteur de bruit d'un système.

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