Approche documentaire: i ntérêt de la modulation du signal pour les transmissions hertziennes

Transcription

1 : i ntérêt de la modulation du signal pour les transmissions hertziennes Etude des documents: Document 1: Introduction à la modulation et à la démodulation du signal. Extrait de Electronique, J-P Pérez, édition Dunod. Document 2: Modèle électrique d une antenne filiforme. D après le support du cours Antenne de l INSTAT (Toulouse). Document 3: Impédance d entrée d une antenne dipolaire et filiforme en fonction de sa hauteur h, de la longueur d onde λ de l onde électromagnétique rayonnée et de son rayon a o. D après le cours Antennes et propagation radio, Dominici Grenier, université Laval (Canada). Document 4: Absorption des ondes électromagnétiques dans l atmosphère. Document 5: Répartition des fréquences radio parmi différents domaines d application. D après Pour la science n 409, Comment on attribue les fréquences.. Travail à effectuer: Après avoir pris connaissance des différents documents, répondre aux questions suivantes: Contexte: à l aide d un microphone, qui transforme un signal acoustique en un signal électrique, un personnage A a enregistré un message audio qu il souhaite transmettre par voie aérienne (ondes électromagnétiques dites hertziennes) à une autre personne B située à plusieurs dizaines de kilomètres de là. 1. En admettant que le signal électrique ait été transformé en une série d ondes électromagnétiques aux mêmes fréquences: (a) Donner une raison pour laquelle la personne B n a aucune chance de recevoir le signal audio. (b) Donner l ordre de grandeur de la hauteur de l antenne qu il faudrait construire pour émettre (et recevoir) ces ondes hertziennes avec la plus grande efficacité. Commenter la valeur obtenue: est-ce réalisable en pratique? (c) Imaginons qu une personne C souhaite et puisse transmettre dans les mêmes conditions un message audio à B. Quel problème se pose alors? 2. Expliquer brièvement le principe général de la technique présentée dans les documents et permettant de pallier aux trois problèmes précédents? 3. Quel canal de fréquence utiliser pour transmettre le signal audio sur le poste de radio FM de B? Donner l ordre de grandeur de l antenne qu il faudrait construire pour émettre ou recevoir un tel signal. 4. Même question mais s il s agit d un téléphone portable. 1 PSI, lycée de l Essouriau, 2017/2018

2 Document 1: Introduction à la modulation et à la démodulation du signal. Extrait de Electronique, J-P Pérez, édition Dunod. 2 PSI, lycée de l Essouriau, 2017/2018

3 3 PSI, lycée de l Essouriau, 2017/2018

4 Document 2: Modèle électrique d une antenne filiforme. D après le support du cours Antenne de l INSTAT (Toulouse). 4 PSI, lycée de l Essouriau, 2017/2018

5 Document 3: Impédance d entrée d une antenne dipolaire et filiforme en fonction de sa hauteur h, de la longueur d onde λ de l onde électromagnétique rayonnée et de son rayon a o. D après le cours Antennes et propagation radio, Dominici Grenier, université Laval (Canada). Document 4: Absorption des ondes électromagnétiques dans l atmosphère. 5 PSI, lycée de l Essouriau, 2017/2018

6 Document 5: Répartition des fréquences radio parmi différents domaines d application. science n 409, Comment on attribue les fréquences. D après Pour la 30 khz Basses fréquences (LF) 300 khz Moyennes fréquences (MF) 3 MHz Sous-marins Sonars Radio GO(grandes ondes) Implants médicaux Puces RFID Radio PO(petites ondes) Appareil auditif Hautes fréquences (HF) 30 MHz Très hautes fréquences (VHF) 300 MHz Ultrahautes fréquences (UHF) 3 GHz Suprahautes fréquences (SHF) 30 GHz Radio ondes courtes Téléphone sans fil Modélisme CB (canal banalisé) Implants médicaux Modélisme Téléphone sans fil Taxis Radio FM Micro sans fil Télévision analogique Radio numérique Services de sécurité Implants médicaux TNT Télévision analogique Puces RFID Alarmes Radars de longue portée GPS Téléphone sans fil Téléphone mobile Wi-Fi Four à micro-ondes Satellites Wi-Fi Satellites Radars routiers Extrahautes fréquences (EHF) Radars routiers Radioamateur Radioamateur par satellite 300 GHz 6 PSI, lycée de l Essouriau, 2017/2018