Descriptif
La contribution théorique fondamentale de Maxwell (1864), unifiant totalement électricité et magnétisme dans les équations qui portent aujourd’hui son nom, a constitué une véritable révolution, non seulement pour la physique théorique (et l’éclosion des grandes théories du début du XXe siècle, relativité d’Einstein et physique quantique), mais en bouleversant profondément la quasi-totalité des sociétés humaines. Ces équations permettent en effet de démontrer l’existence potentielle d’ondes électromagnétiques (EM) à même de se propager dans le vide (c’est-à-dire sans support matériel), ou dans la matière. Aujourd’hui, nos sociétés dites de l’information et de la communication reposent entièrement sur cet héritage.
Un futur ingénieur des télécoms se doit donc d’acquérir les bases de l’électromagnétisme et des phénomènes de propagation des ondes électromagnétiques (EM), même s’il ne se destine pas à en devenir spécialiste.
L’objectif de ce cours est de fournir les bases théoriques nécessaires à la compréhension des phénomènes de propagation, aussi bien guidée (« câblée ») que radio, d’acquérir les techniques essentielles de résolution de problèmes EM et de propagation couramment rencontrés dans la plupart des systèmes de communication, en s’appuyant sur un ensemble d’exemples applicatifs concrets.
Le cours est majoritairement organisé autour des TD (8 TH) et des TP (6 TH) ; seules 5 TH sont consacrées aux leçons. Il repose donc sur une pédagogie « active », les élèves étant largement appelés à pratiquer eux-mêmes en TD et en TP.
Pour plus d'information, se reporter au site pédagogique.
Objectifs pédagogiques
Acquis d'apprentissageÀ l'issue de l'UE, l'élève sera capable de:
- Analyser les problèmes de propagation au niveau des systèmes de Telecom avec le point de vue d'un ingénieur Telecom.
- Dimensionner une adaptation d'impédance pour optimiser le transfert de puissance dans un système de Telecom
- Faire le choix d'une antenne à partir de l'analyse des caractéristiques principales pour satisfaire une application
- Calculer un bilan de liaison en puissance suivant le canal de propagation rencontré
Compétences de rattachement (et justification)
- BC1.1 – Analyser des systèmes existants de traitement des données, de communication et/ou d’organisation de l’information, en mobilisant les sciences et technologies (mathématiques, physique et informatique) dans un but d’audit ou d’optimisation; Justification : dans sa dimension d’analyse s’appuyant sur les sciences physiques et mathématique.
- BC5.1 – Modéliser mathématiquement une situation, des données, des phénomènes physiques dans le contexte du numérique; Justification : dans sa dimension de modélisation mathématique de phénomènes physiques.
- BC6.2 – S’appuyer sur la modélisation mathématique pour évaluer les performances et les limites du système et de ses composants, de manière à mettre en évidence les facteurs de dimensionnement et d’architecture; Justification : dans sa dimension de modélisation mathématique de phénomènes physiques
- Travaux Dirigés :
- Leçon :
- Contrôle de connaissance : 1.5
Diplôme(s) concerné(s)
UE de rattachement
- MDC_3UE02_TP : Sciences et technologies de l'ingénieur (I)
Format des notes
Numérique sur 20Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur
Vos modalités d'acquisition :
L’évaluation est basée sur deux éléments :
- un examen final écrit pour évaluer les acquis d'apprentissage = CC
- trois TPs couvrant les principales notions théoriques de ce cours = TP
Note = 0.75 CC + 0.25 TP (moyenne des 3 TPs). Validation pour Note >=10.
L'UE est évaluée par les étudiants.
Programme détaillé
TD1 : Caractéristiques d'une antenne
L2 : Antennes II - Bilan de liaison
TD2 : Bilan de liaison : Dimensionnement d'une liaison sans fil
L3 : Propagation d'ondes électromagnétiques en Milieu Linéaire Homogène Isotrope I
TD3 : Propagation d’une impulsion dans un milieu dispersif.
TD4 : Effet Faraday et non réciprocité.
TD5 : Réflexion sur un conducteur et sur un métamatériau.
L4 : Propagation d'ondes électromagnétiques en Milieu Linéaire Homogène Isotrope II
L5 : Propagation guidée – Lignes de transmission, guides d'ondes rectangulaires
TD6 : Propagation dans un guide d’onde creux.
TD7 : Propagation dans les lignes de transmission.
TD8 : Adaptation d’impédance
TP1 : TP : Propagation guidée / Guide d'ondes rectangulaire rempli d’air
(programmé sur les créneaux de TP de com 101)
TP2 : Propagation libre ou guidée d'une onde électromagnétique / Biréfringence
TP3 : Caractérisation d'antennes
CC : Contrôle de connaissance (1 TH)
L1 : Introduction - Antennes I
TD1 : Caractéristiques d'une antenne
L2 : Antennes II - Bilan de liaison
TD2 : Bilan de liaison : Dimensionnement d'une liaison sans fil
L3 : Propagation d'ondes électromagnétiques en Milieu Linéaire Homogène Isotrope I
TD3 : Propagation d’une impulsion dans un milieu dispersif.
TD4 : Effet Faraday et non réciprocité.
L1 : Introduction - Antennes I
TD5 : Réflexion sur un conducteur et sur un métamatériau.L4 : Propagation d'ondes électromagnétiques en Milieu Linéaire Homogène Isotrope II
L5 : Propagation guidée – Lignes de transmission, guides d'ondes rectangulaires
TD6 : Propagation dans un guide d’onde creux.
TD7 : Propagation dans les lignes de transmission.
TD8 : Adaptation d’impédance
TP1 : TP : Propagation guidée / Guide d'ondes rectangulaire rempli d’air
(programmé sur les créneaux de TP de com 101)
TP2 : Propagation libre ou guidée d'une onde électromagnétique / Biréfringence
TP3 : Caractérisation d'antennes
CC : Contrôle de connaissance (1 TH)
Mots clés
Propagation électromagnétique pour les Telecoms, adaptation d'impédance & paramètres S, antennes, bilan de liaisonMéthodes pédagogiques
Cours MagistralTDs d'application, exercices supplémentaires en autonomie corrigés en ligne,
TP en semi autonomie,
Office hours,
Supports pédagogiques multimédia,
Visite de laboratoires de recherche