A) Introduction

1. A)Introduction Les généralités suivantes permettront au non spécialiste de s’accaparer rapidement les connaissances nécessaires pour dialoguer avec un spécialiste des transmissions Radio . Elles conduiront à éviter de cruelles déceptions quant aux performances réelles obtenues. L’utilisateur de transmissions radio doit garder en permanence à l’esprit que ce mode de transmission est soumis aux aléas de la propagation et reste une spécialité à l’intérieur du vaste domaine qu’englobe les applications de l’électronique.

2. On distingue selon la représentation ci dessous trois zones de rayonnement pour une antenne. Zone de Rayleigh : Dans cette zone il y a échange d'énergie réactive pour une distance r < D2/2. -Zone de Fresnel : Dans cette zone D2/2.l < r < 2.D2/l la densité du champs est fluctuante -Zone de Fraunhoffer : Dans cette zone le champs diminue selon 1/r pour r > 2.D2/l.

3. B) Spectre radio libre d’utilisation L’ utilisation des bandes de fréquence doit être conforme aux normes publiées par l’institut européen des normes des télécommunication ( ETSI ). Les caractéristiques techniques d’essai sont dictées par la norme I-ETS 300 220 entre autres. Les bandes de fréquences ainsi définies sont appelées Bandes ISM ( Industrielle Scientifique et Médicale). Les bandes ISM sont d’utilisation libre et sans licence mais exigent un matériel conforme aux normes et parfois une autorisation. 6,7 13,560 27,120 40,680 433,92 869 2450 MHz Principales fréquences utilisables dans les bandes ISM

4. Puissance rayonnée Les puissances autorisées sont faibles soit généralement de l’ordre de 10 mW sauf pour deux bandes : 869 MHz ou elle peut atteindre 500 mW ( conditionnelle) 10%du temps en émission 2450 MHz avec 100 mW Les puissance sont exprimées en puissances PIRE ( puissance isotrope rayonnée équivalente ,avec gain de l’antenne) Pour chaque fréquence on alloue normalement une largeur de bande passante -45Db Fréquence centrale

5. Propagation en milieu urbain La propagation en milieu urbain est très variable. Les champs décroissent non plus en 1/r mais en 1/rx , avec 2<x<4 en fonction du degré d’urbanisation. Une ligne H-tension peut créer une atténuation de plus de 10dB selon la fréquence attention Les portés radio sont toujours spécifiées en champs libre avec une antenne audessus du sol ( entre 4 et 10m)

6. Notions de sensibilité La sensibilité d’un récepteur est défini en Volts ou en dBm et est fonction des débits de transmission . -Pour des fréquences <400MHz : sensibilité de –95 à –110 dBm -Pour des fréquences <600 et 2400MHz : -85 à –98 dBm Le gain d’antenne vient s’ajouter au gain du récepteur et permet d’augmenter le rapport signal/bruit. D) Antennes Deux catégories d’antennes seront prises en considération dans les bandes ISM elles sont caractérisées par : - Leur gain exprimé en dB dB=10log p’/p p’ étant la puissance rayonnée par rapport à une antenne type dit 1/4 d’onde. - Leur impédance qui selon le type est de 50 , 75 , ou 300 ohms . Afin d’obtenir le maximum de transfert d’énergie de de la source ou vers le récepteur , le câble de liaison et l’antenne doivent posséder la même impédance.

7. Les antennes omnidirectionnelles Les antennes omnidirectionnelles de type 1/4 d’onde 1/2 onde ou 5/8 d’onde ont un diagramme de rayonnement sphérique dans le plan horizontal pour une antenne polarisée verticalement . Leur gain est : 0 dB pour 1/4 d’onde 3 dB pour 1/2 onde 5 dB pour 5/8 d’onde Un gain de 3dB équivaut à doubler la puissance émise ou la puissance reçue . a)  Les antennes directionnelles Les antennes directionnelles sont généralement du type Yagi. Elles sont caractérisées par leur gain < 3 à 18 dB> leur directivité et leur rapport d’atténuation avant/arrière est compris entre 10et 40 dB. Elles sont à polarisation linéaire.

8. Atténuation en fonction de l’environnement Briques 3dBm Fenêtre en verre 2dBm Fenêtre métallisée 19dBm Mur en béton 6dBm Porte métallique 12dBm Bande ISM 868MHz atténuation 45dBm pour les premiers 10m Bande ISM 2,4GHz atténuation 50dBm pour les premiers 10m Atténuation d’une personne passant entre 2 antennes à f=2,4GHz = 20Dbm

9. Questions à se poser lors de la conception d’une liaison radio Fréquence autorisée Type de modulation autorisée Largeur de modulation autorisée ( canalisation) Puissance PIRE autorisée Taux d’utilisation de la bande 10 ,20,…. 100% Taux d’erreur acceptable 1 .10-3 à 1. 10-6 Faire un calcul approximatif des atténuations de la liaison en fonction de la puissance Max autorisée et du seuil de sensibilité du récepteur( + antennes) Analyser les obstacles, atténuations et réverbérations si possible au moyen d’un analyseur de spectre

10. Calcul d’une liaison: SOIT : FGh = Fréquence de transmission Atg = Gain de l’antenne coté émetteur Ct = Perte du cable ( émetteur) Txo = Puissance émission en dB Arg = Gain de l’antenne coté récepteur Cr = Perte du cable coté récepteur Rxs = Sensibilité du récepteur En dB Puissace rayonnée par l’émetteur Epe = Txo – Ct + Atg Puissance mini pour assurer le fonctionnement du récepteur Ers = Rxs + Cr – Arg Budget de la liaison Lb Lb = Epe - Ers

11. Suite : Lb >=Plb Plb pertes en Db sur la liaison réel Calcul de la distance max possible en champs libre Plb=32,2+20logF(MHz) + 20 log Dtrx Dtrx en Km

12. Transmission radio Réseaux Rlan • À compter du 25 juillet 2003 • Fréquences 2400-2483,5MHz • Intérieur Puissance PIRE 100mW • Extérieur Puissance PIRE 10mW • Pas de démarches à l’ART • Transmission par saut de fréquence ou