Syllabus 2014/2015
 
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Module : EA101
Titre :
Les lignes de transmission
Volumes horaires :
Cours : 8.00 h
Cours Intégré : 5.33 h
Travaux Pratiques : 3.00 h
Crédits ECTS :
1.00
Enseignant(s) :
RODES Francis - Responsable
Niveau :
module de première année
Résumé :
Après avoir présenté les divers phénomènes physiques qui régissent la transmission d’une onde électrique sinusoïdale sur une ligne, l’objectif de ce module est de montrer l’intérêt de l’abaque de Smith pour la conception de circuits faisant intervenir des éléments répartis (lignes de transmission) ainsi que des éléments localisés. Pour atteindre cet objectif, le module se subdivise en trois parties principales : La 1° partie présente les lignes en régime sinusoïdal, en abordant successivement : les principes physiques, l’établissement de l’équation des télégraphistes, les technologies de lignes, les phénomènes de réflexion et les diverses applications : transfert d’impédance, réalisation de stubs, d’isolateurs, de découplages…. La 2° partie est consacrée à l’abaque de Smith et à ses diverses applications : constructions et méthodes d’emploi des diverses versions (positive, négative, étendue), mesures d’impédances et adaptations d’impédances. La 3° partie est un TP/ projet de conception de microstrip lines et d’adaptations d’impédances effectuées dans l’abaque de Smith au moyen du logiciel ¨Smith Tool¨ d’Ansoft Designer. Le sujet proposé consiste à adapter à 406MHz une antenne de type ¨collier¨ ou ¨boucle¨ à l’impédance de charge optimale d’un émetteur RF. Le cahier des charges du projet impose de réaliser les adaptations d’impédances sur un circuit imprimé au moyen d’éléments répartis de type: ¨microstrip lines¨ associés éventuellement à des éléments localisés (adaptatations mixtes). Pour déterminer la solution optimale, il est demandé de concevoir les réseaux d’adaptation suivants:
  • Adaptation au moyen d’un tronçon de ligne associé à un simple stub.
  • Adaptation mixte par tronçon de ligne et élément localisé.
  • Adaptation par stub et ligne quart d’onde.
  • Adaptation mixte par élément localisé et ligne quart d’onde Le réseau présentant les meilleures performances en termes d’encombrement, de coût et de reproductibilité industrielle sera finalement sélectionné.

  • Plan :
    1° partie : Les lignes de transmission en régime sinusoïdal
  • Définitions
  • Paramètres linéiques
  • Schéma équivalent
  • Equation des télégraphistes
  • Ligne infinie, impédance caractéristique
  • Ligne de longueur finie chargée par une impédance terminale quelconque
  • Coefficient de réflexion
  • Cas d’une ligne sans pertes
  • Expression générale de l'impédance
  • Transfert d'impédance; impédance ramenée (reportée)
  • Relation entre le coefficient de réflexion et la distance
  • Taux d'ondes stationnaires
  • Expression de la puissance sur une ligne sans pertes
  • Caractérisation des lignes employées en Electronique
  • Ligne coaxiale
  • Ligne bifilaire
  • Microstrip line

    2° partie : L’abaque de Smith et à ses applications

  • Introduction, généralités
  • Construction de l’abaque de Smith
  • Les admittances dans l’abaque de Smith
  • Les résistances négatives dans l’abaque de Smith
  • Les cercles ISO Q dans l’abaque de Smith
  • Conversion d’une impédance en une admittance (et vice-versa)
  • Calcul d’impédances ou d’admittances de réseaux complexes d’éléments localisés
  • Calcul du coefficient de réflexion et de l’impédance à l’entrée d’une ligne chargée par une impédance connue
  • Mesure d’une impédance de charge inconnue
  • Conception d’un ¨stub¨ en court-circuit avec l’abaque de Smith
  • Conception d’un ¨stub¨ en circuit ouvert avec l’abaque de Smith
  • Adaptation d’impédances : généralités
  • Adaptation par ligne et simple stub
  • Adaptation par stub et ligne quart d’onde

    3° partie : TP/ projet de conception de microstrip lines et d’adaptations d’impédances effectuées dans l’abaque de Smith au moyen du logiciel ¨Smith Tool¨ d’Ansoft Designer

  • Conception d’un microstrip line d’impédance caractéristique : Zc = 50Ω
  • Vérification par simulation des paramètres du ¨microstrip line¨ 50Ω
  • Adaptation au moyen d’un tronçon de ligne (Zc = 50Ω) associé à un simple stub (Zc = 50Ω):
  • Adaptation mixte (éléments répartis / localisés) : Ligne + réactance localisée
  • Adaptation par stub (Zc = 50Ω) et ligne quart d’onde
  • Adaptation mixte (éléments répartis / localisés) : Ligne quart d’onde + réactance localisée :
  • Sélection du réseau présentant les meilleures performances
  • Prérequis :
      • Cours d’Electromagnétisme
      • Cours : ¨Les circuits Electriques¨
    Document(s) :
    Polycopié de cours : Les lignes en régime sinusoïdal, l’abaque de Smith Copies de présentations PowerPoint :
  • Les lignes en régime sinusoïdal
  • L’abaque de Smith
  • Applications de l’abaque de Smith

  • Mot(s) clé(s) :
    Lignes de transmission, microstrip line, abaque de Smith, abaque de Smith négative, abaque de Smith étendue, adaptation d’impédance
    Cours en ligne :
    Copies de présentations PowerPoint :
  • Les lignes en régime sinusoïdal
  • L’abaque de Smith
  • Applications de l’abaque de Smith
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