Analyse et Résultats
Résultats
L'ensemble de nos résultats réalisés sur toutes nos configurations (différentes
combinaisons des antennes sur la planche) représente un grand nombre de graphiques,
nous ne traiterons donc pas tous les résultats, mais cela n'est pas essentiel car
l'analyse est récurrente sur tous les résultats. Nous utiliserons la notation "12A"
pour identifier la combinaison utilisée, ce qui se traduit par un antenne émettrice
placée en "1", une antenne émettrice placée en "2", et l'antenne réceptrice placée en "A".
Pour toutes les combinaisons, le premier nombre correspondra à l'antenne émettrice 1 et le deuxième à l'antenne émettrice 2.
Phases constructives et destructives
En théorie, les phases constructives et destructives ne dépendent que de la fréquence et
des distances séparant les antennes. Pour verifier cela, on détermine expérimentalement les phases recherchées.
Dans un premier temps, on a réalisé un balayage de toutes les différences de phase possible, avec un pas de
1°. Cette méthode nous permet d'avoir une bonne précision sur la détermination de la phase voulue ainsi que
d'obtenir une grande quantité de données exploitables. Elle a cependant le gros inconvénient de prendre beaucoup
de temps, chaque test durant à peu près une heure.
Nous avons donc changé de méthode:
On effectue une analyse de l'onde arrivant sur l'antenne réceptrice, mais seulement avec une seule antenne émettrice
allumée (l'autre étant fixée à une atténuation de l'intensité de 40dB).On répète la manipulation pour l'autre antenne.
A une fréquence, on détermine la valeur de la phase en réception, pour chacune des deux antennes.
En sommant les intensités des antennes on obtient une intensité maximale, c'est à dire que pour n'importe
quel déphasage entre les 2 antennes, l'intensité reçue ne pourra pas dépasser cette intensité maximale.
Le raisonnement est analogue avec la différence absolue, l'intensité reçue ne pourra pas être inférieure à
cette intensité minimale.
Intensités maximum et minimum 12F
Voici quelques exemples de graphiques d'intensités en fonction de la fréquence avec des déphasages entre les
2 antennes différentes
Intensité reçue avec des différences de phase différentes
On observe que les intensités reçues sont bien comprises entre les intensités maximum et minimum
calculées. De plus, on peut voir que pour certain déphasage, les intensités reçues sont très proches des
intensités maximum ou minimum. Cela correspond au bon déphasage à appliquer aux antennes pour obtenir
les "meilleures" interférences sur une plage de fréquence limitée. En effet les déphasages optimaux ne sont valables
que pour certaines fréquences.
De plus,on a facilement accés à la phase du signal, or on sait que lorsque les deux ondes ont la même phase en réception, l'interférence sera constructive.
On fixe donc une fréquence, et on récupere les phases des ondes de l'antenne 1 et de l'antenne 2. La différence
entre les deux nous servira de déphasage initial entre nos deux antennes. On a donc directement la phase
constructive, et donc la phase destructive à cette fréquence.
Phases des antennes 1 et 2 en percéption(12F)
On choisit une plage de fréquence et on obtient le bon déphasage à appliquer. Ici pour le 12F,
on choisit une fréquence entre 6.85Ghz et 6.9Ghz. On obtient un déphasage d'environ 188°. On applique ce déphasage:
Interférence optimale sur 6.85GHz/6.9GHz(12F)
On obtient donc l'interference à la plage de fréquence voulue. On peut quand même noter que l'interférence
destructive n'est pas à son minimum théorique pour la phase opposée à la phase constructive. Cela est dû aux limites
de notre système que nous allons décrire plus bas.
Limite de notre système
Intensité en fonction de la distance
On notera que l’intensité perçue par l’antenne réceptrice
décroit lorsque la distance augmente. Ceci s’explique par le fait que nous employons des ondes se propageant
de manière sphérique (respectivement circulaire), ainsi l’intensité reçue décroit proportionnelement
à l'inverse de la distance au cube (respectivement au carré). De plus il y a un phénomène
d’absorption de l’onde au sein du milieu de propagation, celui-ci est négligeable pour 2 raisons.
D’une part car le milieu (ici de l’air) absorbe peu notre signal, et car les distances employées
lors de nos études sont faibles (ordre de grandeur entre 10-2et 10-1 mètre).
Intensité en fonction de la distance (1 antenne)
Pour obtenir les interférences les plus marquées possible (grande différence d'intensité entre l'interference
constructive et l'interference destructive ), il faut que l'intensité reçue de chaque antenne soit
proche.
Intensité reçue pour plusieurs combinaisons d'emplacement des antennes
Les intensités sont comparables lorsque les deux antennes émettrices sont proches l'une de l'autre
(r1 proche de r2).Quand les 2 antennes émettrices sont éloignées, les interférences
ne sont pas assez contrastées quand l'antenne réceptrice est proche.
Evanescence
On remarque que lorsque l'antenne réceptrice est proche des antennes émettrices, les interférences ne sont
pas proche des valeurs théoriques. Cela est du aux ondes evanescentes.
Une onde évanescente est une onde qui "s'évanouit sans se propager".
Soit, une onde dont l'amplitude diminue exponentiellement avec la distance à la source.
Elle ne porte pas d'indication sur une phase, mais transmet qaund même une intensité. On ne peut donc pas réaliser
d'interférences avec des ondes évanescentes.
Interférence 12A
Les courbes "somme" et "diff" sont déterminées de facon théorique (voir analyse)
, et l'on voit bien que les interférences ne sont pas proches des maximum et minimum.
Les ondes evanescentes sont donc un problème lorsque les antennes sont trop proche.
Incertitudes
Phase optimale théorique et pratique pour toutes les combinaisons
Ce tableau récapitule l'ensemble des valeurs des phases calculées ou évaluées expérimentalement. Les deux premières colonnes
sont les valeurs théoriques calculées, mais pour chaque combinaison il existe 2 valeurs possibles pour la phase "maximale"
. Il nous est impossible, initialement de déterminer laquelle des deux est cohérente avec la pratique. Les incertitudes sont
calculées à partir des erreurs de mesures sur les distances et sur les fréquences. Même si ces erreurs ne sont pas
très importantes, cela engendre une grande incertitude sur les phases ( proche de 70°). On en conclut donc que
le détermination des phases avec les valeurs de distances ne peuvent être précises que si les mesures
sont très précises.
L'ensemble de nos résultats réalisés sur toutes nos configurations (différentes
combinaisons des antennes sur la planche) représente un grand nombre de graphiques,
nous ne traiterons donc pas tous les résultats, mais cela n'est pas essentiel car
l'analyse est récurrente sur tous les résultats. Nous utiliserons la notation "12A"
pour identifier la combinaison utilisée, ce qui se traduit par un antenne émettrice
placée en "1", une antenne émettrice placée en "2", et l'antenne réceptrice placée en "A".
Pour toutes les combinaisons, le premier nombre correspondra à l'antenne émettrice 1 et le deuxième à l'antenne émettrice 2.
Phases constructives et destructives
En théorie, les phases constructives et destructives ne dépendent que de la fréquence et
des distances séparant les antennes. Pour verifier cela, on détermine expérimentalement les phases recherchées.
Dans un premier temps, on a réalisé un balayage de toutes les différences de phase possible, avec un pas de
1°. Cette méthode nous permet d'avoir une bonne précision sur la détermination de la phase voulue ainsi que
d'obtenir une grande quantité de données exploitables. Elle a cependant le gros inconvénient de prendre beaucoup
de temps, chaque test durant à peu près une heure.
Nous avons donc changé de méthode:
On effectue une analyse de l'onde arrivant sur l'antenne réceptrice, mais seulement avec une seule antenne émettrice
allumée (l'autre étant fixée à une atténuation de l'intensité de 40dB).On répète la manipulation pour l'autre antenne.
A une fréquence, on détermine la valeur de la phase en réception, pour chacune des deux antennes.
En sommant les intensités des antennes on obtient une intensité maximale, c'est à dire que pour n'importe
quel déphasage entre les 2 antennes, l'intensité reçue ne pourra pas dépasser cette intensité maximale.
Le raisonnement est analogue avec la différence absolue, l'intensité reçue ne pourra pas être inférieure à
cette intensité minimale.
Intensités maximum et minimum 12F
Voici quelques exemples de graphiques d'intensités en fonction de la fréquence avec des déphasages entre les 2 antennes différentes
Intensité reçue avec des différences de phase différentes
On observe que les intensités reçues sont bien comprises entre les intensités maximum et minimum
calculées. De plus, on peut voir que pour certain déphasage, les intensités reçues sont très proches des
intensités maximum ou minimum. Cela correspond au bon déphasage à appliquer aux antennes pour obtenir
les "meilleures" interférences sur une plage de fréquence limitée. En effet les déphasages optimaux ne sont valables
que pour certaines fréquences.
De plus,on a facilement accés à la phase du signal, or on sait que lorsque les deux ondes ont la même phase en réception, l'interférence sera constructive.
On fixe donc une fréquence, et on récupere les phases des ondes de l'antenne 1 et de l'antenne 2. La différence
entre les deux nous servira de déphasage initial entre nos deux antennes. On a donc directement la phase
constructive, et donc la phase destructive à cette fréquence.
Phases des antennes 1 et 2 en percéption(12F)
On choisit une plage de fréquence et on obtient le bon déphasage à appliquer. Ici pour le 12F, on choisit une fréquence entre 6.85Ghz et 6.9Ghz. On obtient un déphasage d'environ 188°. On applique ce déphasage:
Interférence optimale sur 6.85GHz/6.9GHz(12F)
On obtient donc l'interference à la plage de fréquence voulue. On peut quand même noter que l'interférence destructive n'est pas à son minimum théorique pour la phase opposée à la phase constructive. Cela est dû aux limites de notre système que nous allons décrire plus bas.
Limite de notre système
Intensité en fonction de la distance
On notera que l’intensité perçue par l’antenne réceptrice
décroit lorsque la distance augmente. Ceci s’explique par le fait que nous employons des ondes se propageant
de manière sphérique (respectivement circulaire), ainsi l’intensité reçue décroit proportionnelement
à l'inverse de la distance au cube (respectivement au carré). De plus il y a un phénomène
d’absorption de l’onde au sein du milieu de propagation, celui-ci est négligeable pour 2 raisons.
D’une part car le milieu (ici de l’air) absorbe peu notre signal, et car les distances employées
lors de nos études sont faibles (ordre de grandeur entre 10-2et 10-1 mètre).
Intensité en fonction de la distance (1 antenne)
Pour obtenir les interférences les plus marquées possible (grande différence d'intensité entre l'interference
constructive et l'interference destructive ), il faut que l'intensité reçue de chaque antenne soit
proche.
Intensité reçue pour plusieurs combinaisons d'emplacement des antennes
Les intensités sont comparables lorsque les deux antennes émettrices sont proches l'une de l'autre
(r1 proche de r2).Quand les 2 antennes émettrices sont éloignées, les interférences
ne sont pas assez contrastées quand l'antenne réceptrice est proche.
Evanescence
On remarque que lorsque l'antenne réceptrice est proche des antennes émettrices, les interférences ne sont
pas proche des valeurs théoriques. Cela est du aux ondes evanescentes.
Une onde évanescente est une onde qui "s'évanouit sans se propager".
Soit, une onde dont l'amplitude diminue exponentiellement avec la distance à la source.
Elle ne porte pas d'indication sur une phase, mais transmet qaund même une intensité. On ne peut donc pas réaliser
d'interférences avec des ondes évanescentes.
Interférence 12A
Les courbes "somme" et "diff" sont déterminées de facon théorique (voir analyse)
, et l'on voit bien que les interférences ne sont pas proches des maximum et minimum.
Les ondes evanescentes sont donc un problème lorsque les antennes sont trop proche.
Incertitudes
Phase optimale théorique et pratique pour toutes les combinaisons
Ce tableau récapitule l'ensemble des valeurs des phases calculées ou évaluées expérimentalement. Les deux premières colonnes
sont les valeurs théoriques calculées, mais pour chaque combinaison il existe 2 valeurs possibles pour la phase "maximale"
. Il nous est impossible, initialement de déterminer laquelle des deux est cohérente avec la pratique. Les incertitudes sont
calculées à partir des erreurs de mesures sur les distances et sur les fréquences. Même si ces erreurs ne sont pas
très importantes, cela engendre une grande incertitude sur les phases ( proche de 70°). On en conclut donc que
le détermination des phases avec les valeurs de distances ne peuvent être précises que si les mesures
sont très précises.
Intensité en fonction de la distance
On notera que l’intensité perçue par l’antenne réceptrice
décroit lorsque la distance augmente. Ceci s’explique par le fait que nous employons des ondes se propageant
de manière sphérique (respectivement circulaire), ainsi l’intensité reçue décroit proportionnelement
à l'inverse de la distance au cube (respectivement au carré). De plus il y a un phénomène
d’absorption de l’onde au sein du milieu de propagation, celui-ci est négligeable pour 2 raisons.
D’une part car le milieu (ici de l’air) absorbe peu notre signal, et car les distances employées
lors de nos études sont faibles (ordre de grandeur entre 10-2et 10-1 mètre).
Intensité en fonction de la distance (1 antenne)
Pour obtenir les interférences les plus marquées possible (grande différence d'intensité entre l'interference constructive et l'interference destructive ), il faut que l'intensité reçue de chaque antenne soit proche.
Intensité reçue pour plusieurs combinaisons d'emplacement des antennes
Les intensités sont comparables lorsque les deux antennes émettrices sont proches l'une de l'autre (r1 proche de r2).Quand les 2 antennes émettrices sont éloignées, les interférences ne sont pas assez contrastées quand l'antenne réceptrice est proche.
Evanescence
On remarque que lorsque l'antenne réceptrice est proche des antennes émettrices, les interférences ne sont
pas proche des valeurs théoriques. Cela est du aux ondes evanescentes.
Une onde évanescente est une onde qui "s'évanouit sans se propager".
Soit, une onde dont l'amplitude diminue exponentiellement avec la distance à la source.
Elle ne porte pas d'indication sur une phase, mais transmet qaund même une intensité. On ne peut donc pas réaliser
d'interférences avec des ondes évanescentes.
Interférence 12A
Les courbes "somme" et "diff" sont déterminées de facon théorique (voir analyse)
, et l'on voit bien que les interférences ne sont pas proches des maximum et minimum.
Les ondes evanescentes sont donc un problème lorsque les antennes sont trop proche.
Incertitudes
Phase optimale théorique et pratique pour toutes les combinaisons
Ce tableau récapitule l'ensemble des valeurs des phases calculées ou évaluées expérimentalement. Les deux premières colonnes sont les valeurs théoriques calculées, mais pour chaque combinaison il existe 2 valeurs possibles pour la phase "maximale" . Il nous est impossible, initialement de déterminer laquelle des deux est cohérente avec la pratique. Les incertitudes sont calculées à partir des erreurs de mesures sur les distances et sur les fréquences. Même si ces erreurs ne sont pas très importantes, cela engendre une grande incertitude sur les phases ( proche de 70°). On en conclut donc que le détermination des phases avec les valeurs de distances ne peuvent être précises que si les mesures sont très précises.