Simulations d’Antennes

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Simulations d’Antennes. Caractérisations d’antennes. O.Ravel SUBATECH. Réunion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, Nantes. Intérêts de la simulation. Déterminer les grandeurs caractéristiques d’une antenne pour une géométrie donnée : Directivité : gain = f( , ) => lobes (pattern) - PowerPoint PPT Presentation

Text of Simulations d’Antennes

  • Simulations dAntennes O.Ravel

    SUBATECHRunion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, NantesCaractrisations dantennes

  • Intrts de la simulation Dterminer les grandeurs caractristiques dune antenne pour une gomtrie donne :

    Directivit : gain = f(,) => lobes (pattern)La mesure dun lobe dantenne est trs dlicate et difficile surtout basse frquence antenne talon Impdance dantenne, SWR

    Effets de la nature du sol, des lignes de transmission, des rflecteurs (masse mtallique) .. O.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, Nantes

  • Simulation dantennes Code EZNEC lments finis (1500 segments)

    Code 4NEC2Interface graphique + graphique 3D et builder

    Moteur NEC (Numerical Electromagnetic Code) Lawrence Livermore LaboratoryRunion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, Nantes

  • Antenne Spirale Log-priodique Model2 bras de 3 spires + 2 spires Hauteur : 9 m Diamtre la base : 6 m 2 bras de 3 spires Inclinaison 20 vers le sud Source lapex Sol parfait O.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, Nantes

  • Antenne Spirale Log-priodique Lobes 3D50 MHz

    80 MHz

    Seulement QualitatifO.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, Nantes

  • Antenne Spirale Log-priodique Lobes 2D80 MHz

    O.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, Nantes10 MHz

    Ouverture 3dB : 90Gainmax = 8 dB

  • Antenne Spirale Log-priodique Lobes 2DMHz

    Ouverture 3dB : - 10080 MHz

    O.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, NantesGainmax = 7.4 dB

  • Antenne Spirale Log-priodique Lobes 2DO.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, Nantes

  • Antenne Spirale Log-priodique

    Actuellement :Glog = 7 dB , Gain constant, pas de dpendance en Theta, Phi

    faire : Prendre en compte les lobes dans le calcul du champ E, profils.

  • Diple CODALEMALongueur : 1.21mLargeur : 10 cmHauteur : 1m

    Rsonance : 124 MHz

    Model & Lobe 3DO.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, Nantes

  • Dipole CODALEMA Lobes 2DAntenne active :Impdance dentre capacitivePas de puissance active tension au borne du dipleLobes en tension normaliss( f = 1MHz)=> Lobes en Champ lectrique normaliss

  • Basse frquence

    1 30 MHzOuverture 3 db120 H plane 90 E planeGain dantennequasiment constant

  • Haute Frquence50 100 MHzOuverture 3 dB120 H plane 90 E planeGain dantenne dcrot quand f augmenteZenithfloorZenith

    Pris en compte pour le calcul de E

  • Effet de la hauteur au solO.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, NantesG = f (Freq) pour diffrentes hauteurs au solTheta=0

  • Effet de la nature du solO.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, NantesCas idal : rflecteur parfais (grille) plac au sol ! => Fluctuation du Gain en fonction de ltat dhumidit du sol ?cest du luxe ???

  • Mesures comparativesTHALES / DIPOLE (1)Mthode dtalonnage: mesure au mme endroit (Mauves/Loire 15 Km de Nantes) antennes satures Nantes mesure au mme instant hauteur au sol identique (1m) mme orientation (polarisation) mme DAQ THALESGPIBOpticalreceiver PC

    DAQ

    LabView300 m optical fiberDIPOLEcoaxOscilloLecroy 9384

    ADC 8 bits2 GS/sO.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, NantesAttentionDiple de test : L= 60 cmH= 15 cm , diamtre = 5.6 cmBande passante : 10 kHz 1 GHzGain constant

  • Dtermination du Facteur dAntennedu Diple CODALEMAFacteur dantenne : AF = E/V en m-1Longueur (hauteur) effective : he = 1/AF = V/E en m

    Le facteur dantenne du Diple Thals est connu : AFTH = 0.71 soit 2.9 dB

    Le facteur dantenne du Diple CODALEMA : AFCO

    AFCO = (AFTH * VTH ) / VCO

    O.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, Nantes

  • Dtermination du Facteur dAntennedu Diple CODALEMA (Mthode 1)Signal dans la bande 1-100 MHzDiple : = 0.042 V Thales: = 0.010VAFmes = 0.17 => - 15.4 dBE = 7.15 mV/mFacteur dantenne Hauteur Effective : 5.90 mO.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, NantesDiple de test L= 60 cm

  • Dtermination du Facteur dAntennedu Diple CODALEMA (Mthode 2)L/2*Ecace A= 22.5 Calcul partir des mesures de capaet de gain dampli (voir D.Charrier)VDiple de test L= 60 cmAFcalc = 2 / (A*L)AFcalc = 0.15 => -16.5 dBO.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, Nantes

  • Spectre en frquence O.Ravel : Runion CODALEMA, 23-24 octobre 2006, NantesThals :Gain constantCalibrer le gain / Thals

  • Conclusion Facteur dantenne : encourageantvoir les Log ?Gain : talonnage par rapport une antenne talon (Thals) Mesure simultane du bruit tout venantmais il faut des metteurs puissants dans la bandecreuse (30 88 MHz) : TV US ? Directivit : Trs difficile (grand ), la simulation est suffisamment prcise