Conception d’une antenne réceptrice omnidirectionnelle et multipolarisations dédiée aux récepteurs portables de radiomessagerie

Le progrès technologique, de façon générale, n’a cessé de connaître des succès ces dernières décennies. Cela est dû à la croissance permanente des besoins quotidiens chez les consommatetus. Du fait de la concurrence croissante, la priorité est donnée à la satisfaction du client. Actuellement, nous assistons, d’une part à une demande croissante en matière de confort et de convivialité et d’autre part une adaptation, côté industriels, à l’évolution du marché et les exigences des clients dans un monde en croissante concurrence. L’enjeu économique justifie le besoin d’entreprendre des études en conséquence, compte tenu de l’émergence de nouvelles technologies.

Dans le domaine des radiocommunications, en radiomessagerie comme en radiotéléphonie, les récepteurs portables deviennent de plus en plus familiers. L’utilité d’un tel service et sa facilité de mise en oeuwe conduisent en ce moment même à une percée d’une très grande envergure chez les utilisateurs. Le service radiomessagerie offre la possibilité de transmettre un message à un abonné; le message peut être de nature variée, soit numérique ou alphanumérique; dans le premier cas, il n’est autre que le numéro de téléphone d’un correspondant. Il convient de signaler également que ce service exploite le réseau hertzien de la radiodiffrrsion assurant ainsi une couverture nationale; la gamme de fréquence utilisée est la bande II.

L’étude et le développement des récepteurs de radiomessagerie nécessitent des moyens et des efforts importants; en fait de tels efforts dewaient déboucher sur un récepteur compact, performant et surtout d’une taille relativement faible. Tout récepteur de ce genre intègre trois modules essentiels pour son fonctionnement: I’antenne, la partie électronique hautes fréquences et la partie numérique.

Le système de radiomessagerie appelé R.D.S ( Radio Data Système) est le système de diffrrsion de données numériques ur une porteuse d’un signal de radiodiffrrsion en modulation de fréquence. Les données diffrrsées peuvent être de nature variée et en paniculier des messages à destination des abonnés à ce service .

Le progrès technologique des récepteurs destinés à un tel service est lié en grande partie à la conception et au développement d’une antenne à bande étroite, opérationnelle dans la bande de fréquence II (87.5 – 108 MHz), caractérisée par une sensibilité supérieure ou égale à 35 dBpV/m et dont la largeur de bande à 3 dB ou bande passante ne doit pas dépasser 2MHz. La sensibilité étant définie comme la valeur de I’intensité du champ électrique susceptible d’assurer une tension de 17 dBprV à I’entrée du récepteur et donc un taux de 80% de messages reçus [TEL.76]; un message n’est autre qu’une combinaison de quatre octets.

Cependant nous devons noter que quelle que soit la technique adoptée nous exigeons qu’une telle antenne soit d’une part insensible aux effets parasites tel que I’effet du corps et d’autre part qu’elle soit de petites dimensions, la plus légère et la moins fragile possible. Quant à la directivité, I’antenne doit être isotrope ou omnidirective pour I’une des deux polarisations habituelles sinon pour les deux.

Il convient de mentionner également que toute solution technique peut être alors envisagée pourvue qu’elle remplisse les conditions précitées et que le processus industriel soit simple ce qui veut dire que le rapport coût/performances doit être le plus faible possible.

Pour les récepteurs portatifs compacts, on utilise en principe soit une antenne cadre ou bobine, dite inductive, donc sensible surtout au champ magnétique, ou alors une antenne capacitive sensible au champ électrique.

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Les investigations menées dans ce domaine montent qu’il faut surtout s’orienter vers I’utilisation d’antenne type boucle avec ou sans noyau magnétique et notamment ce demier tpe [SCH.63], [SNE.88b]. Celui-ci peut être considéré coûrme idéal pour les réceptenrs portables VFIF d’une part parce qu’il offie la possibilité d’être compact et peut être incorporé à I’intérieur du boîtier et d’autre part il est relativement moins sensible à la proximité du corps humain [BEL.76], [COR.4I]. En plus, avec un encombrement plus réduit il présente à peu près la même sensibilité et des performances meilleures que les antennes taditionnelles ayant des dimensions non négligeables telles que I’antenne verticale [AND.77], [LAU.62]. L’avantage que présente également ce type de dipôle est I’absence de directions de réception nulle. Lorsque le champ de radiation est polarisé horizontalement, une antenne inductive doit être disposée verticalement. L’antenne a alors un diagramme de directivité circulaire sur le plan horizontal contairement aux dipôles électriques (de même que les antennes inductives en polarisation verticale) qui donnent lieu à des zones de réception nulle; cela est très gênant aussi bien pour les récepteurs fixes que pour les portatifs.

Toutefois les récepteurs utilisés en radiodiffusion AM, c’est à dire en moyennes et en grandes ondes, sont couramment dotés de ce type d’antennes [SUC.52]. Cela est dû à la maîtrise de cette technologie en basses fréquences. Il est wai qu’il reste encore beaucoup d’effiorts à fournir pour avoir les mêmes performances en hautes fréquences.

Table des matières

Introduction
CHAPITRE 1
A) OBJECTIFS TECHNIQUES ET TECHNIQUES ANTERIEURES
I.l. Objectifs techniques
i.2. Techntques antérieures
B) METHODES DE MESURE
1.3. Dispositif de mesure
1.3.1. Présentation du banc de mesure
1.2.2. Simulation du champ émis entre les deuc antennes
1.3.2. Résultats de mesure du champ émis entre les dew antennes
1.4. Méthode de mesure des paramètres radioélectriques
1.4.I. Calcul de la précision sur les valeurs de l’inductancet de la résistance
1.4.2. Méthode de mesure de la résistance du dipôle
1.5. Méthode de mesure de la sensibilité de l’antenne
1.6. Méthode de mesure du diagramme de royonnement
1.7. Méthode de mesure du gain de l’antenne
CHAPITRE 2
2.1. ANTENNE A NOYAU MAGNETIQUE
A) PARTIE EXPERIMENTALE
2.1.1. Structure de l’antenne
2.1.2. Détermination de la disnibution du champ magnétique le long du bâtonnet et des facteurs radioélectriques del’antenne
2.1.2.1. Action sur une bobine décentrée
2.1.2.2. Action sur une bobine centrée
2.1.3. Couplage magnétique
a) Bobine secondaire centrée sur le noyau
b) Bobine secondaire décentrée sur le primaire
B) THEORIE DU CIRCUIT D’ANTENNE
2.1.4. F.e.m induite aux bornes d’une boucle
2.1.5. Effet du noyau magnétique ou bâtonnet de ferrite
2.1.6. Directivité théorique de l’antenne
2.1.7. Rapport signal /bruit (S/19
2. I .7. I . Le signal
2.1.7.1.1. Circuit équivalent de l’antenne àdiodes varicaps
2.1.7.1.2. Couplage direct de l’antenne au récepteur
2.1.7.2. Puissance de bruit
2.L8. Perspectives de l’étude
2.1.8.1. Détermination dufacteur de bruit
2.1.8.2. Taille admissible dunoyaumagnétique
2.1.8.3. Inductance d’un dipôle à noyau magnétique de dimensions frxes
2.1.8.4. Largeur de bande et résistance de source nécessaire
2.1.8.5. Couplage àpoint milieu ou capacitif
2.1.8.6.. Choix d’une configuration
2.1.8.7. Exemple d’application
2.1.9. Mesure de la sensibilité de l’antenne
2.1.9.1. Relevés de mesures expérimentaux
Conclusion

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