Sciences et technologies (Charleroi)
Propagation et antennes d'aéronef

Connaissances

- décrire les principes de propagation des ondes électromagnétiques (onde de sol, onde directe, onde ionosphérique) ;
- expliquer les caractéristiques d’une antenne (impédance, gain, directivité, polarisation, bande passante) ;
- décrire les propriétés des lignes de transmission (câbles coaxiaux, guides d’ondes) et la notion d’adaptation d’impédance ;
- expliquer le rôle et le fonctionnement des dispositifs d’adaptation (baluns, coupleurs, réseaux LC) ;
- expliquer la notion de décibel (dB) et ses variantes (dBm, dBµV, dBi, dBd), ainsi que son utilisation pour exprimer gains, pertes et rapports de puissance ;
- identifier les différents types d’antennes aéronautiques (VHF, HF, UHF, GPS, SATCOM, transpondeur, radar secondaire) et les comparer à des antennes de référence (dipôle, verticale, Yagi, log-périodique, patch, loop).

Aptitudes

- calculer la puissance reçue, les pertes de propagation et le rapport d’ondes stationnaires (ROS) dans une liaison radio ;
- analyser un diagramme de rayonnement et en déduire les performances d’une antenne ;
- mesurer l’impédance, le coefficient de réflexion et les pertes d’une ligne de transmission à l’aide d’un analyseur de réseau ou de spectre ;
- calculer et convertir des niveaux en dB (dBm ↔ W, dBi ↔ gain linéaire) et interpréter les mesures fournies par les instruments de laboratoire ;
- mettre en œuvre un balun ou un réseau d’adaptation pour accorder une antenne ;
- comparer les résultats expérimentaux aux modèles théoriques et interpréter les écarts.

Compétences

- analyser les conditions de propagation pour anticiper leurs effets sur les communications aéronautiques (HF, VHF, SATCOM, GPS) ;
- diagnostiquer un problème lié à une antenne, à une ligne de transmission, à l’adaptation d’impédance ou aux pertes en dB ;
- proposer une solution technique (repositionnement d’antenne, adaptation, filtrage) pour optimiser une liaison ;
- exploiter correctement l’échelle logarithmique en décibels pour comparer, diagnostiquer et optimiser une liaison radio en environnement aéronautique ;
- évaluer l’impact des interférences et de la compatibilité électromagnétique lors de l’intégration de plusieurs antennes sur un aéronef ;
- mobiliser ses connaissances et savoir-faire pour garantir la fiabilité des communications et de la navigation aéronautiques.

Introduction
- Rappel sur les ondes électromagnétiques et leur propagation
- Rôle des communications et antennes en aéronautique
Propagation des ondes
- Ondes de sol, ondes directes, ondes réfléchies, ondes ionosphériques
- Influence de la fréquence, de l’environnement et de l’atmosphère
Lignes de transmission et adaptation
- Câbles coaxiaux, guides d’ondes
Notion d’impédance, pertes, coefficient de réflexion, ROS
- Baluns et réseaux d’adaptation
Notion de décibels
- dB, dBm, dBµV, dBi, dBd
- Application aux gains, pertes et rapports de puissance
Caractéristiques et types d’antennes
- Impédance, polarisation, gain, directivité, diagramme de rayonnement
- Antennes aéronautiques (VHF COM, HF, UHF, GPS, SATCOM, radar secondaire)
- Comparaison avec antennes de référence (dipôle, verticale, Yagi, patch, log-périodique, loop, hélice)
Intégration sur aéronef et compatibilité électromagnétique
- Contraintes mécaniques et structurelles
- Couplages entre antennes
- Interférences et CEM
Travaux pratiques et instrumentation
- Mesure d’impédance et de ROS
- Analyse de diagrammes de rayonnement
- Utilisation d’analyseur de spectre, analyseur de réseau, simulateurs

• Cours magistraux
• Travaux pratiques
• Préparations / Recherche d'informations
• Exercices dirigés

Type de support

Diapositives

Références

Notes de cours et diapositives de Monsieur Cascino