VX 0003, antenne interne 3 kHz • VX 0100, antenne externe ...
Fonctionnement des CRBM Approche pseudo … · Installation de l'essai avec deux sources en CRBM...
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CEM & Champs de forte puissance1
Fonctionnement des CRBMFonctionnement des CRBM
Approche pseudo-temporelleApproche pseudo-temporelle
Compréhension des performances Compréhension des performances d'une injection bi-sourced'une injection bi-source
Janvier 2012Janvier 2012Janvier 2012Janvier 2012Janvier 2012Janvier 2012Janvier 2012Janvier 2012
Florian DesquinesFlorian Desquines
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CEM & Champs de forte puissance2
Introduction
Rappels sur le fonctionnement d'une CRBM (Chambre Réverbérante à Brassage de Modes)
-Apparition des modes
-Fonctionnement d'une cavité et action d'un brasseu r de modes
Approche pseudo-temporelle
-Expérience de deux sources en vis à vis
Simulation sous Scilab
Réalisation d'une injection bi-source
-Principe
-Résultats obtenus
-Parallèle avec l'approche pseudo-temporelle et la simulation
Conclusion
PlanPlan
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CEM & Champs de forte puissance3
IntroductionIntroduction
-Objectif : atteindre les niveaux de la catégorie L de la norme RTCA DO-160E
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
400 2400 4400 6400 8400 10400 12400 14400 16400
Fréquences (MHz)
V/m
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CEM & Champs de forte puissance4
IntroductionIntroduction
-Idée : injection avec deux sources
– Pas de nécessité de s'équiper d'un amplificateur de plus forte puissance quand on en possède deux couvrant la même bande de fréquences
– Réduction des coûts et peu de tels amplificateurs sur le marché
– Délai de réalisation
-Validation de l'idée:
– Caractériser en temporel : génération d'impulsions rapides très brèves et usage d'antennes de bandes passantes limitées
– Vérifier que l'idée des deux sources est réalisable par simulation
-Analyse des résultats obtenus
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CEM & Champs de forte puissance5
Rappels de fonctionnement des CRBMRappels de fonctionnement des CRBM
Peu d'effet du brasseur
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CEM & Champs de forte puissance6
Rappels de fonctionnement des CRBMRappels de fonctionnement des CRBM
-Champ uniforme : multiples chemins par réflexions
-Effet du brasseur : recouvrement en fréquence des modes
Gifs animés : source IFSTTAR – LEOST - http://cem.inrets.fr/index_crbm.htm
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CEM & Champs de forte puissance7
Bi-sourceBi-source
Installation de l'essai avec deux sources en CRBM
Antenne de réception
Brasseur
Antenne d’émission
Power Supply
Ban de test de vérification de
bon fonctionnement
du client
Plan de masse
Equipement sous test du
client
RSIL10 µF
Analyseur de spectres
PC
Coupleur
Générateur
Coupleur
Amplificateur
Amplificateur
Wattmètrer
Générateurr
Antenne d’émission
Générateurs synchronisés
Alimen-tation
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CEM & Champs de forte puissance8
Analyse pseudo-temporelleAnalyse pseudo-temporelle-Antennes disposées selon une polarisation unique ve rticale (normale au plan du sol de la CRBM). Le chemin tracé en pointillés correspond à l'approximation asymptotique o ptique.
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CEM & Champs de forte puissance9
Analyse pseudo-temporelleAnalyse pseudo-temporelle-Expérience «pseudo-temporelle» :
Expérimentation avec des antennes relativement très directives, modulation d'une porteuse très haute fréquence par une impulsion brève et détection d'enveloppe.
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CEM & Champs de forte puissance10
Analyse pseudo-temporelleAnalyse pseudo-temporelle-Analyse des résultats de l'expérimentation :
-100 ns pour 1,17 cm
-mesure de l'onde incidente : à 3 mètre de l'antenn e d'émission
-distance entre les antennes : 6,3 mètres
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CEM & Champs de forte puissance11
Analyse pseudo-temporelleAnalyse pseudo-temporelle-Analyse des résultats de l'expérimentation:
-Le premier pic correspond à l'enveloppe du signal incident
-Le pic bleu qui suit est l'enveloppe de l'onde réf léchie en entrée d'antenne (désadaptation d'antenne légère plus réflexion d'un environnement proche type brasseur)
-Les autres pics sont dus à des chemins d'ordres de plus en plus élevés complémentant le chemin direct et dont les atténuat ions en réflexion réduisent progressivement l'amplitude
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CEM & Champs de forte puissance12
Simulation sous ScilabSimulation sous Scilab
-Une cavité électromagnétique a le même comportemen t qu'un guide d'ondes dont les extrémités sont fermées. Dans le cas de deux source s:
-La cavité réverbérante peut être considérée comme un circuit résonnant RLC (à cela viendra s'ajouter la difficulté de définir la capac ité et l'inductance équivalentes pour tous les modes présents)
Z Z’
E0 E1
Guide d’onde de distance D
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CEM & Champs de forte puissance13
Simulation sous ScilabSimulation sous Scilab
-Simulation de la « cavité fermée à ses extrémités » pour deux sources espacées d'une distance D et un nombre n de cellules le plus gran d possible.
-Observation de l'influence de la position des deux sources sur l'amplitude du champ électrique
-Observation de l'influence du brasseur
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CEM & Champs de forte puissance14
Simulation sous ScilabSimulation sous Scilab
Analyse des résultats:
-Simulations pour une source
-Simulations pour deux sources (amplitude & phase)
-Simulations pour deux sources avec changement de positions des sources dans la cavité
-Simulation de l'influence du brasseur en modifiant l a longueur de la ligne
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CEM & Champs de forte puissance15
Simulation sous ScilabSimulation sous Scilab-Simulations pour une source
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CEM & Champs de forte puissance16
Simulation sous ScilabSimulation sous Scilab-Simulations pour deux sources :
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CEM & Champs de forte puissance17
Simulation sous ScilabSimulation sous Scilab-Comparaison une source/deux sources :
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CEM & Champs de forte puissance18
Simulation sous ScilabSimulation sous Scilab-Comparaison deux sources/deux positions d'antennes d 'émission :
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CEM & Champs de forte puissance19
Simulation sous ScilabSimulation sous Scilab-Comparaison deux sources/influence du brasseur :
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CEM & Champs de forte puissance20
Simulation sous ScilabSimulation sous Scilab-Comparaison deux sources/influence de la phase :
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CEM & Champs de forte puissance21
Simulation sous ScilabSimulation sous Scilab-Comparaison deux sources/influence de la phase :
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CEM & Champs de forte puissance22
Mise en place des essais bi-sourceMise en place des essais bi-source
-Validation de l'idée du bi-source par l'expérience ps eudo-temporelle et la simulation sous Scilab
-Calibrage chambre pleine de la chambre:
Antenne de réception
Brasseur
Antenne d’émission
Alimentation
Ban de test de vérification de
bon fonctionnement
du client
Plan de masse
Equipement sous test du
client
RSIL10 µF
Analyseur de spectres
PC
Coupleur
Amplificateur
Wattmètre
Générateurr
Antenne d’émission
50 Ω
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CEM & Champs de forte puissance23
Mise en place des essais bi-sourceMise en place des essais bi-source
-Champ réalisé dans la CRBM en bi-source sur un équipement qui a un facteur de charge élevé:
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1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
2000
Fréquence (MHz)
Champ réalisé en V/m en bisource sur un équipement avec un facteur de
charge élevé
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CEM & Champs de forte puissance24
Mise en place des essais bi-sourceMise en place des essais bi-source
-Comparaison entre la puissance nécessaire avec une so urce et deux sources:
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
2000
Fréquence (MHz)
Puissance injectée en watts en bi-source sur un équipement avec un
facteur de charge élevé
60
1060
2060
3060
4060
5060
6060
2000
Fréquence (MHz)
Puissance en watts calculéee nécessaire avec une source pour le même
équipement
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CEM & Champs de forte puissance25
ConclusionConclusion
-Méthode réalisable même si le gain en champ électriq ue apporté par la seconde source ne donne évidemment pas un gain proportionnel à celui en puissance maximum disponible
-Méthode facilement réalisable pour des équipements q ui chargent beaucoup les CRBMs' :
-utilisation des amplificateurs supplémentaires disponibles
-pas de dénaturation des propriétés de la CRBM
-pas de nécessité de refaire un étalonnage chambre vide