UE ELEC: Propagation des ondes électromagnétiques

CONTENU

• Chapitre I : Théorie des ondes électromagnétiques (EM)

  Ce chapitre donne les bases théoriques d'une onde électromagnétique. On aborde notamment dans ce chapitre :

  • Les sources
  • Les équations de Maxwell
  • La loi de conservation de la charge électrique
  • Les équations de propagation des champs
  • Les conditions de passage à l’interface entre deux milieux
  • L'électromagnétisme en régime sinusoïdal
  • Les différents milieux de propagation : espace libre (ou vide), milieux magnétiques linéaires, milieux diélectriques linéaires, milieux conducteurs
  • La puissance et l'énergie transportée par une onde électromagnétique
• Chapitre 2 : Théorie des guides d'ondes rectangulaires

  Ce chapitre donne les bases théoriques de la propagation d'une onde électromagnétique dans un guide d'onde. On aborde notamment dans ce chapitre :

  • Les modes TE et TM d'un guide d'onde rectangulaire
  • La relation de dispersion des modes Transverse Electrique (TE) et Transverse Magnétique (TM)
  • La fréquence de coupure des modes TE et TM
  • La puissance transportée par un mode
  • La vitesse de phase, la vitesse de groupe
• Chapitre 3 : Propagation d'une onde plane EM dans un milieu linéaire

  Ce chapitre donne les bases théoriques de la propagation d'une onde électromagnétique plane dans un milieu linéaire. On aborde notamment dans ce chapitre :

  • La définition d'une onde électromagnétique plane
  • Les ondes EM planes en régime sinusoïdal dans un milieu linéaire parfait ne comportant ni charge ni courant
  • La polarisation d'une onde EM plane
  • La densité d’énergie d'une onde EM plane
  • La puissance transportée par une onde EM plane
• Evaluation de mi-semestre

  Devoir sur table mi-semestre portant sur les chapitres 1 à 3

• Chapitre 4 : Interaction d'une onde EM plane avec un milieu présentant une interface plane

  Ce chapitre traite de la réflexion et de la réfraction d'une onde EM plane sur une interface plane. On aborde notamment dans ce chapitre :

  • Les définitions des polarisations perpendiculaire et parallèle
  • Les coefficients de réflexion et de réfraction en polarisation perpendiculaire
  • Les coefficients de réflexion et de réfraction en polarisation parallèle
  • La réfraction totale et l'angle de Brewster
• Chapitre 5 : Propgation d'une onde plane EM dans une milieu dissipatif

  Ce chapitre traite de la propagation d'une onde EM plane dans un milieu dissipatif. On aborde notamment dans ce chapitre :

  • Les milieux conducteurs
  • L'épaisseur de peau
  • Les milieux diélectriques imparfaits
• Chapitre 6 : Théorie des lignes de transmission

  Ce chapitre traite de la propagation d'une onde EM dans une ligne de transmission. On aborde notamment dans ce chapitre :

  • Le modèle électrique d’une ligne de transmission
  • Les équations fondamentales
  • La variation de l’impédance le long d’une ligne
  • Les lignes sans pertes
  • L'impédance caractéristique d'une ligne sans pertes (ligne coaxiale, ligne bifilaire, ligne microruban)
  • Le coefficient de réflexion
  • Le rapport d’ondes stationnaires
  • La puissance réfléchie
• Chapitre 7 : Adaptation d'impédance sur une ligne de transmission

  Ce chapitre traite de l'adaptation d'impédance d'une ligne de transmission. On aborde notamment dans ce chapitre :

  • L'abaque de Smith
    • Grandeurs réduites
    • Utilisation de l’abaque de Smith en impédance, en admittance
  • L'adaptation par ligne quart d’onde
  • L'adaptation par stub

   

• Travaux pratiques

  Ce module permet aux étudiants d'acquérir des compétences dans l'utilisation et la maîtrise d'un logiciel 3D de simulation électromagnétique. Les étudiants peuvent ainsi mettre en oeuvre via un outil de simulation industriel les connaissances apprises en cours et travaux dirigés. Il y a 2 sujets à traiter et 9 heures en présentiel sont prévues par sujet.

  • TP n°1 - Les guides d'ondes
    Etudier et vérifier par la simulation les principaux résultats de la propagation d'une onde électromagnétique dans un guide d'onde.
  • TP n° 2 - Les lignes de transmission
    Etudier et vérifier par la simulation les principaux résultats de la propagation d'une onde électromagnétique dans une ligne de transmission (ligne coaxiale, ligne microruban, ligne coplanaire, ligne coplanaire avec plan de masse).
• Evaluation de fin de semestre

  Devoir sur table de fin de semestre portant sur les chapitres 4 à 7