[RADIO] Calcul de la puissance d'un émetteur, de la portée d'une antenne, et de la sensibilité d'un récepteur

Bonjour à tous les dessoudeurs de l'extrême !
J'ai besoin de votre aide...  
J'ai cette année un projet à mener, mélant à la fois théorie et expérimentation. J'ai choisi comme sujet la liaison radio, et plus précisément: comment optimiser une liaison radio ?
Pour cela j'ai besoin de calculer (enfin je crois...), la puissance de l'émetteur, la sensibilité du récepteur, et la portée de l'antenne. J'ai longuement cherché sur internet comment y parvenir... en vain.
C'est pour cela que je fais appel à vous, en espérant que vous pouvez m'aider.  
Toute aide me sera utile.
A plus tard. Arthur

Salut Arthur

Tu trouveras sans doute tes réponses ICI

Merci du lien Phil !

Mes professeurs sont un peu dubitatifs quant à la réussite de ce projet... ils m'ont dit qu'il y avait trop de notions d'électromagnétisme que nous n'allons voir que vers le milieu d'année... Savez-vous si les calculs que je souhaite effectuer sont si durs dans le domaine électromagnétique...?

Bonjour,

Voici quelques éléments de réponse :

On peut calculer une portée théorique, calculer la faisabilité d'une  liaison avec une assez bonne approximation.
Pour cela il convient de connaître un certain nombre de paramètres :

Bilan de liaison

Le bilan de liaison théorique est le calcul de toute la chaîne de transmission, soit (transmission sans obstacles):

 - La puissance apparente rayonnée (PAR) (exprimée en dBm), soit puissance de sortie de l'émetteur (en dBm) - les pertes dans le cable (dB) + gain de ou des antennes (dBi)
-  Affaiblissement en espace libre (dB).
-  Réception (dBm): gain d'antenne (dBi), la perte dans le câble (dB), la sensibilité du récepteur (dB)
La sensibilité de réception n'est pas tout, il faut aussi tenir compte du rapport de puissance signal sur bruit. Il s'agit de la différence minimum de puissance entre le signal que l'on cherche à recevoir et le bruit (bruit thermique, bruit industriel dû par exemple aux fours microondes, bruit dû aux autres émetteurs travaillant sur la même bande). Le rapport S/N  (signal/noise) est défini par:

Rapport signal/bruit [dB] = 10 * Log10 (Puissance du signal [W] / Puissance du bruit [W])

Le total: Total Emission + Affaiblissement propagation + Total Réception doit être plus grand que zéro pour que le système fonctionne. Le reste donnera la marge de sécurité que l'on aura.


Ces calculs sont théoriques. C'est le maximum atteignable. Dans la réalité, il y aura encore les interférences, le bruit industriel, le bruit domestique (fours microondes) qui détériorent le rapport signal/bruit; les pertes atmosphériques (humidité, dispersion, réfraction), antennes mal pointées, réflexions,... qui dégraderons les performances.
On doit donc prendre une marge de sécurité conséquente (5-6 dB ou plus sur de grandes distances).

La perte de propagation peut s'exprimer de diverses façons, à partir de :
Attn = atténuation exprimée en dB

Soit en unités courantes :

Attn (dB) = 32,45 dB + 20*log [fréquence (MHz)] + 20*log [distance (km)]


... dans les bandes VHF, UHF, SHF, Hyperfréquences,  la rotondité de la terre devient l'élément crucial dans l'établissement d'une liaison radio. En effet, dans ce spectre de fréquences, il s'agit de  portée optique…  (les antennes de réception et d'émission doivent "se voir".
Ainsi pour évaluer la faisabilité d'une liaison en SHF et plus encore en Hyperfréquences,  il faut considérer non seulement  les puissances mises en jeu, le niveau de signal mini exploitable par le récepteur et le rapport S/N, mais aussi la portée optique, en prenant également en compte l'ellipsoïde de Fresnel (dans lequel aucun obstacle ne doit entrer)
On peut calculer la portée optique (en kms) = 4.124 racine carré de hauteur antennes (en mètres).
Exemple :