Effet Doppler: Applications en télédétection (Radar - Sonar - Echographie)
Chapitre 1. Effet Doppler - Eléments Théoriques
Chapitre 2. Radar et aéronautique
Chapitre 3. Radar et volcanologie
Chapitre 4. Radar et météorologie
Chapitre 5. Le radar Doppler de contrôle de vitesse automobile
Chapitre 6. Le sonar
Chapitre 7. Echographie
Chapitre 8. Les lithotriteurs - Le scanner
Chapitre 9. Propagation sur une ligne de transmission
9.1. Position du problème
9.2. Equations de propagation et caractéristiques d'une ligne sans pertes
9.3. Propagation d'une impulsion
9.4. Propagation d'un échelon de tension
9.5. Propagation d'un échelon de tension avec charge capacitive
Chapitre 10. Annexes
Chapitre 11. Exercices
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9.3. Propagation d'une impulsion

La propagation d'un signal sinusoïdal sur une ligne de transmission, fait appel à une théorie relativement complexe. Même s'ils sont quelquefois éloignés de la réalité physique, des exemples simples peuvent permettre d'appréhender les phénomènes de propagation.

Un générateur d'impédance de sortie ZO =600W, (Fig.IX.9) délivre une impulsion unique d'amplitude 8V et de durée t = 2ms. Ce générateur est connecté à une ligne de longueur 1000m bouclée sur une charge résistive ZR = 9kW. L'impédance caractéristique de la ligne est ZC = 1kW et la vitesse de propagation

est c = 2.108m/s.

c21.gif (2809 octets)

Fig. IX.9 Propagation d'une impulsion

 

L'impulsion, émise à l'instant t = 0 à l'entrée de la ligne, se propage et rencontre la charge au bout du temps td de propagation. L'existence d'un coefficient de réflexion rR non nul va engendrer un écho, qui va se propager à son tour vers l'émetteur.

Cet écho arrive sur l'émetteur au temps 2td et va générer un écho si le coefficient de réflexion sur l'émetteur rO est lui aussi non nul. Ce phénomène se répète et converge vers une valeur V(t ®µ ).

Pour analyser le comportement de ce système nous utiliserons la méthodologie suivante:

a)      Calcul du temps de propagation

b)      Calcul de VE(t=0) et V(t ®µ)

c)      Détermination des coefficients de réflexion

d)      Diagramme des réflexions

e)      Représentation de VE(t) et VR(t)

-----------oOo-----------

a)      Calcul du temps de propagation

td = D / c  = 103 / 2.108  = 5ms

b)      Calcul de VE(t=0) et V(t ®µ)

A l'instant t = 0 l'impulsion ne s'est pas encore propagée et ne rencontre donc que l'impédance caractéristique ZC de la ligne.

c22.gif (1196 octets)

Au temps t ®µ les phénomènes d'échos successifs disparaissent rapidement et les tensions VE(t) et VR(t) convergent vers zéro.

V(t®µ) = 0V

c)      Détermination des coefficients de réflexion

 c23.gif (1448 octets)

    d) Diagramme des réflexions

c24.gif (5361 octets)

Fig. IX.10 Diagramme des réflexions

 

e) Représentation de VE(t) et VR(t)

Au temps t =10ms sur l'émetteur, l'impulsion de départ qui ne dure que 2ms est terminée. Ne subsistent donc qu'une onde réfléchie de 4V et une onde écho de –1V soit +3V. (Fig. IX.11)

c25.gif (4056 octets)

On constate que les phénomènes d'échos deviennent négligeables après quelques dizaines de microsecondes. Des tensions négatives apparaissent à la fois sur l'émetteur et sur le récepteur.

Au temps t = 5ms l'impulsion sur la charge atteint 9V, tension supérieure à la tension délivrée par le générateur à l'instant t = 0 (8V), ce qui met en évidence les dangers liés à une mauvaise adaptation de ligne de transmission.

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