Coefficient de vélocité

par **Mhz** Sam 31 Aoû - 16:43

La vitesse d'un signal radio est la même que la vitesse de la lumière soit 299,792mètres par seconde ceci est très utile car il nous permet de déterminer la longueur d'une onde radio en divisant la vitesse de la lumière par la fréquence. Ce chiffre revient souvent dans les calculs reliés aux radio amateurs.

Par exemple, on peut calculer la longueur de l'onde pour une fréquence de 144MHz. La formule est 300,000 / 144,000 = 2.083 mètres Le fait de connaître la longueur d'une onde radio est essentiel pour la fabrication des antennes. Cette connaissance est aussi très utile pour calculer la longueur de câble coaxial nécessaire pour réaliser un transformateur d'impédance(1/4 , 1/2 longueur d'onde etc.) Le transformateur 1/4 d'onde est très populaire. Vous devez penser que lorsqu'on veut calculer une longueur de 1/4 d'onde, on a qu'à diviser 300par la fréquence, divisé par 4 on aura notre quart d'onde ,

pas du tout !

Les ondes voyagent à différentes vitesses selon le médium . Par exemple ,elle voyagent à 66% de la vitesse de la lumière dans la plupart des câble coaxial utilisés comme :RG-8.RG-11, RG-213, RG-59C'est ce que l'on appelle le facteur de vélocité. On comprendra qu'il faut en tenir compte.* Pour calculer la longueur électrique d'un câble, on applique la formule : 300/fréq. x facteur de vélocité

Facteur de vélocité
Lorsqu'une onde électromagnétique se propage dans un diélectrique autre que l'air ou le vide, la vitesse (vélocité) de l'onde est réduite par un facteur égal à la racine carrée de la constante du diélectrique . La vélocité (v) du signal est donnée par la formule :
Coefficient de vélocité Equation2

c est la vitesse de la lumière, soit 3 x 10 8 m/sec ou 300000 km/sec
Coefficient de vélocité Eplison

est la constante du diélectrique.
La longueur d'onde du signal est donnée par la formule :
Coefficient de vélocité Equation1

Atténuation
Une onde perd de l'énergie, s'atténue donc, en fonction :

De la résistance des conducteurs intérieur et extérieur. Cette résistance est faible mais peut être significative pour de grandes longueurs et produira un peu de chaleur.
Du diélectrique, son isolation est importante mais non infinie, et peut donc produire de la chaleur.
Les ondes électromagnétiques hautes fréquences rayonnent. Une perte significative d'énergie est causée par la radiation d'énergie radioélectrique. (la câble réagit comme une antenne).
L'énergie est réflechie (retournée) par suite des désadaptations et discontinuités des impédances.

La combinaison de ces 4 types de pertes et appelée perte d'insertion d'une ligne de transmission.
Impédance caractéristique
Paramètre qui définit le comportement d'un câble, d'un connecteur, ou tout système de propagation.
L'impédance caractéristique Zo d'un câble sans perte est défini par son inductance par unité de longueur L et sa capacitance C par unité de longueur, comme suit :
Coefficient de vélocité Equation3

Le circuit équivalent d'une ligne de transmission est donné ci-dessous. R représente la résistance du conducteur par unité de longueur.
Coefficient de vélocité AMPFIG15

Pour un câble coaxial, l'impédance caractéristique est donnée par la formule :
Coefficient de vélocité Equation4

Réflexions
Lorsque l'impédance caractéristique change sur une ligne de transmission, une partie de l'onde incidente est réféchie. Le coefficient de réflexion peut être calculé comme suit :
Coefficient de vélocité Equation5

Où Vi et Zo sont la tension incidente et l'impédance du premier média.
VR et ZR représentent la tension réflechie et l'impédance du média qui a causé la réflexion.
La perte en déciBel due à la réflexion est donnée par :
Coefficient de vélocité Equation6

ROS
La méthode traditionnelle pour déterminer le coefficient de réflexion est de mesurer le taux d'ondes stationnaires provoqué par la superposition de l'onde incidente et de l'onde réfléchie.
Habituellement, la tension est mesurée à une série de points en utilisant une ligne de transmission fendue.Le rapport entre le maximum divisé par le minimum des tensions est appelé le rapport d'ondes stationnaires ROS.
Le ROS est infini pour une réflexion totale car la tension minimum est égale à zéro. S'il n'y a aucune réflexion, le ROS est de 1.0.
ROS et coefficient de réflexion sont en relation par la formule suivante :
Coefficient de vélocité Equation7

Réflexions multiples
S'il y a une succession de changements d'impédances, chacune d'entre elle va provoquer une réflexion. La réflexion totale est la somme des vecteurs de chacune des réflexions. Même si le calcul est difficile, la mesure du ROS global peut être mesuré.
Propriété des diélectriques