Nouveaux concepts de transmission vidéo en milieu marin pour ...

4.2. CONCEPTION D’UNE STRUCTURE POUR EMBARCATION LÉGÈRE
tel-00821997, version 1 - 13 May 2013
Dans le plan azimutal, le rayonnement du mode omnidirectionnel est faible 6
avec un niveau moyen de −2,5 dBi et des variations d’amplitude de ±0,6 dBi.
Ce mode étant obtenu par une excitation uniforme en amplitude et en phase des
éléments rayonnants, il n’est pas possible de corriger ce défaut en modifiant l’excitation.
Il est donc nécessaire de déterminer la combinaison du nombre et de l’espacement
des éléments qui optimise les performances du réseau. En mode pointé,
les lobes secondaires sont ici proéminents avec seulement 2 dB d’écart entre le
lobe principal et les lobes à 120˚. Ces résultats peuvent s’expliquer de manière
plus complète à l’aide de la théorie des modes de phase [80]. En effet, cette théorie
identifie la cause des fluctuations d’amplitude à l’existence de modes parasites.
Aussi, montre-t-elle la difficulté à prédire l’occurrence de ces phénomènes en fonction
du nombre d’éléments et de leur espacement.
Détermination de nombre et de l’espacement des éléments
Un script sous MATLAB c○ a été créé pour observer différentes caractéristiques
du réseau en fonction du nombre d’éléments N et de l’espacement d n pour les
deux modes de fonctionnement. Afin de restreindre le champ à quelques dimensions
d’intérêt, une première étude de la valeur maximale du facteur de réseau en fonction
de N et d n est conduite. Celle-ci montre que dans une première approche, la valeur
maximale en mode pointé dépend très peu de l’espacement inter éléments. Cette
valeur maximale est consignée dans le tableau 4.3 où elle est calculée en fonction
du nombre d’éléments. Le rayon du réseau à 2,3 GHz pour un espacement de 0,5λ
y est également mentionné.
Ainsi, en utilisant des dipôles de gain 2,1 dBi et un réseau à 16 éléments, un
gain maximal de 12,0 + 2,1 = 14,1 dBi est obtenu en théorie. D’autre part, le gain
apporté par le réseau augmente de moins en moins à mesure que des éléments
rayonnants sont ajoutés. En effet, la contribution d’un nouvel élément diminue en
proportion lorsque N croît. Pour obtenir un gain supérieur à 12 dBi en tenant
compte des pertes d’un éventuel dispositif d’alimentation du réseau, un nombre
minimum de 14 éléments est nécessaire. Ensuite, il est intéressant de considérer un
réseaux à 16 éléments (2 4 ) car un nombre en puissance de 2 permet de simplifier
certaines architectures de réseau d’alimentation. En conclusion, les réseaux à 14,
15 et 16 éléments sont retenus pour la suite de l’analyse.
Pour de tels nombres d’éléments, il convient maintenant de déterminer les espacements
qui engendrent un rayonnement dans le plan azimutal satisfaisant en
mode omnidirectionnel. La figure 4.13 montre la valeur moyenne du facteur de réseau
dans le plan azimutal et dans ce mode en fonction de l’espacement normalisé
par rapport à la longueur d’onde. Ce résultat prouve qu’il existe des intervalles
pour lesquels le réseau présente un facteur au moins supérieur à 0 dB. En outre,
6. En fait, ce réseau privilégie un rayonnement dans la direction de ⃗z.
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