1 / 21

Caract é risation inverse de sources pour l'interaction du champ é lectromagn é tique avec l'environnement

Caract é risation inverse de sources pour l'interaction du champ é lectromagn é tique avec l'environnement. Azeddine GATI Y. ADANE, M.F. Wong, J. Wiart, V. Fouad Hanna. Contexte (1/2). Augmentation du trafic des réseaux de téléphonie mobile.

traci
Télécharger la présentation

Caract é risation inverse de sources pour l'interaction du champ é lectromagn é tique avec l'environnement

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Caractérisation inverse de sources pour l'interaction du champ électromagnétique avec l'environnement Azeddine GATI Y. ADANE, M.F. Wong, J. Wiart, V. Fouad Hanna

  2. Contexte (1/2) Augmentation du trafic des réseaux de téléphonie mobile De plus en plus d'antennes de station de base en milieu urbain ? ? ? Interrogations des riverains sur l'effet des ondes émises par les antennes de station de base Recommandations pour limiter l'intensité du champ émis [ICNIRP, IEEE] Déterminer le champ près et loin des antennes

  3. Contexte (2/2) • Prendre en compte les objets environnants • Près des sources • Méthodes rigoureuses : FDTD, MoM, FEM, … • Très précises si l’antenne est parfaitement connue • Conviennent pour le champ proche • Gourmandes en ressources informatiques • Loin des sources • Techniques de tracé de rayon, UTD … • Rapides % • Nécessité d'avoir un modèle valable près des sources pour modéliser les interactions avec l'environnement

  4. Interaction des champ avec l'environnement • Principe • Utilisation des méthodes asymptotiques • Couplage avec des méthodes champ proche pour la prise en compte des objets environnants Modèle champ proche des antennes

  5. Modèle d'antennes • Modèle de l'antennes globale • Pb de la zone champ lointain • Une antenne de station de base est un réseau linéaire • Décomposition de l'antenne en sous antennes • La zone champ lointain est réduite par rapport aux dimensions de la sous antennes : Longueur d'onde • Construire un modèle des sous antennes Problème inverse

  6. Modèle de l'antennes globale : Harmoniques sphériques • Le champ peut être décomposée en une série d'harmoniques sphériques pondérés par des coefficients: Sphère minimale Champ d’une antenne de station de base Spectre modal d’une antenne de station de base

  7. z y O A z' y' O' x x' Problème inverse • Décomposition en fonction des modes sphériques : • Champ électrique de l'antenne globale • Champ électrique de la cellule élémentaire • Relation linéaire entre les modes des cellules et ceux de l'antenne globale • Position du problème : Déterminer le spectre de coefficients des modes des cellules élémentaires connaissant leur position, leur nombre et le spectre de coefficients de l’antenne globale

  8. Matrice de passage (1/2) • Translation et rotation des modes • Polarisation • Position Un mode translaté d'une cellule génère une série de modes dans le repère global Oxyz (translation des modes) Mode sphérique TE-11translaté de 3λ/2

  9. Matrice de passage (2/2) • Concaténation des matrices des cellules Spectre de coefficients des modes d’une cellule … … Spectre de coefficients de modes de l’antenne globale • Conversion des modes locaux des cellules en modes de l’antenne globale

  10. Problème inverse • Résolution du système linéaire M.x=b : • Résolution du système • Cellules différentes : sans contraintes • Cellule unique avec un jeux d'excitation : inversion sous contrainte • Paramètres du problème • Nombre de sources : domaine de validité du modèle • Position des sources : taille de l'antenne , N sources • Nombre de modes par source : taille de source , fréquence

  11. Inversion sans contrainte • Antenne à 8 éléments espacés d’une longueur d’onde • Modèle dépend • Couplage entre les éléments • Précision de mesure

  12. TestAntenne K 739662 à 890 Mhz (1/2) • Excellente correspondance entre mesures et simulation • Le modèle permet de rétropropager le champ à l'intérieur de la sphère minimale Mesures Modèle

  13. TestSynthèse d’une antenne Yagi (1/2) • AntenneYagi à 25 dipôles élémentaires simulée avec NEC • Antenne synthétisée en considérant 25 cellules élémentaires • Modèle réaliste mais très coûteux Simulation avec NEC Modèle à 25 cellules

  14. Synthèse d’une antenne Yagi (2/2) • Modèle économique basé sur 5 cellules au lieu de 25 • 5 cellules fictives sont suffisantes pour synthétiser l’antenne Yagi • Compromis : réduction du modèle / zone de validité Modèle économique

  15. Inversion sous contrainte La solution du nouveau système (non-linéaire) Cellule unique Coefficients d'excitation

  16. Dapa 4810380 à 947 Mhz • Le nouveau modèle est précis et plus efficace • Niveau très acceptable de l'erreur relative Mesures Nouveau modèle

  17. Rétropropagation • estimer le champ à l’intérieur de la sphère minimale • Quelle est la validité du champ rétropropagé? • Antenne de station de base simulée par NEC • 8 dipôles élémentaires espacés d’une longueur d’onde • Calcul des coefficients d’harmoniques sphériques de l’antenne simulée par NEC • Application de la méthode de synthèse

  18. Rétropropagation • Champ rétropropagé jusqu'à une longueur d’onde de l'antenne • Sphère minimale des cellules élémentaires Antenne NEC Modèle

  19. Rétropropagation • Calcul direct du champ magnétique grâce aux harmoniques sphériques: • Calcul de E/H : structure onde plane

  20. Conclusion (1/2) • Méthode inverse basée sur les harmoniques sphériques exploitant des données issues de la mesure • Nécessite peu d'informations sur l'antenne étudiée • rapide • Modèles valables pour différents types d'antennes • Problème inverse • Sources équivalentes • Modèle réduit • Rétropagation • Modèle de champ proche : valide en dehors des sphères des cellules élémentaires • Prise en compte de l'interaction des champs avec l'environnement

  21. Conclusion / perspectives • Un modèle par bande de fréquence • Lien entre les modèles (modes sphériques) • Étude de la variabilité suivant les conditions de mesure • tilt • Position des sources • Polarisation • Étude des limites de la rétropropagation • Nombre de sources / Nombre de modes • Extension à des antennes plus complexes • Paraboles

More Related