Fiches de cours

Electromagnétisme I : lignes et ondes

EE-200

Enseignant(s) :

Fleury Romain Christophe Rémy

Langue:

Français

Résumé

Le signal électrique est un vecteur essentiel pour la transmission d'information et d'énergie. En haute fréquence elle se manifeste comme un signal électromagnétique dont l'étude demande le développement de modèles physiques et mathématiques spécifiques basés sur les équations d'onde.

Contenu

1) Composants électroniques localisés ou distribués

  1. Limites de la théorie des circuits localisés
  2. Temps de montée et temps de propagation
  3. Période et temps de propagation
  4. Taille du composant et longueur d'onde
  5. Les différents types de composants électroniques

2) Théorie des lignes de transmission : domaine temporel

  1. Discussion heuristique
  2. Equations de base et solutions
  3. Réflexions aux discontinuités
  4. Terminaisons résistives
  5. Terminaisons réactives
  6. Terminaisons non linéaires : diagramme de Bergeron
  7. Application : réflectométrie en domaine temporel
  8. Paramètres des lignes de transmissions courantes

3) Théorie des lignes de transmission : domaine fréquentiel

  1. Ondes monochromatiques et phaseurs complexes
  2. Lignes terminées par un court-circuit ou un circuit ouvert
  3. Lignes terminées par une impédance arbitraire
  4. Flux de puissance sur une ligne de transmission
  5. Adaptation d'impédance
  6. Abaque de Smith
  7. Effet des pertes et absorption
  8. Systèmes à deux ports : paramètres S, Z, et M

Mots-clés

 Signal électromagnétique, Circuits Distribués, Lignes de transmission, Ondes électromagnétiques Guidées, Réflexion et transmission, Circuits équivalents, Circuits radiofréquences, Impédance.

 

Compétences requises

Cours prérequis obligatoires

EE-100, Science et technologies de l'électricité

Cours prérequis indicatifs

Algèbre, Analyse I et II, Physique générale

Concepts importants à maîtriser

Critères de validité de l'hypothèse des circuits localisés.

Propriétés du signal électromagnétique: vitesse, fréquence, longueur d'onde.

Nature et comportement des signaux et ondes électromagnétiques: propagation guidée unidimensionnelle (lignes de transmission), en domaine temporel et fréquentiel.

Diagrammes des reflections multiples. Réflectométrie en domaine temporel.

Notion de phaseur complexe. Abaque de Smith, Adaptation d'impédance.

Acquis de formation

A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:

Méthode d'enseignement

Ex cathedra avec exercices en salle. Un support de cours est fourni sur Moodle, contenant l'essentiel du cours, ainsi que des cadres vides pour permettre à l'étudiant de prendre notes des démonstrations et exemples effectués avec le professeur. Les exercices, en relation directe avec le cours, peuvent nécessiter l'utilisation d'un ordinateur (MatLab ou Mathematica).

Travail attendu

Participation active au cours et aux séances d'exercices.

Méthode d'évaluation

Examen écrit.

Encadrement

Office hours Oui
Assistants Oui

Ressources

Bibliographie

1) Support de cours par R. Fleury, disponible sur Moodle.

Pour aller plus loin:

2) "Électromagnétisme", Vol. III du Traité d'électricité de l'EPFL -

3) Ramo: "Fields and Waves in Communication Electronics"

Ressources en bibliothèque
Liens Moodle

Préparation pour

Electromagnétisme II: calcul des champs. Transmissions Hyperfréquences et Optiques, Télécommunications, Réseaux électriques, Rayonnement et Antennes, Propagation, Audio, cycle Master EPFL-SEL et EPFL-SC

Dans les plans d'études

    • Semestre
       Automne
    • Forme de l'examen
       Ecrit
    • Crédits
      3
    • Matière examinée
      Electromagnétisme I : lignes et ondes
    • Cours
      2 Heure(s) hebdo x 14 semaines
    • Exercices
      1 Heure(s) hebdo x 14 semaines
    • Semestre
       Automne
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  • Passerelle HES - EL, 2018-2019, Semestre automne
    • Semestre
       Automne
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