Ondes et transmission physique des signaux - 3AMSC312

Objectif(s)

Savoir utiliser les concepts fondamentaux liés aux ondes : propagation, réflexion/réfraction, énergie, atténuation. Etre capable de calculer la phase et l’amplitude d’une onde plane et sphérique. Etre capable de calculer les vitesses de phase et de groupe d’une onde électromagnétique dans un milieu donné.
Savoir utiliser les concepts propres aux lignes de transmission. Savoir analyser une ligne de transmission en régime fréquentiel et en régime temporel.
Connaître la notion de modes dans une fibre optique. Etre capable de lire les fiches techniques (data sheet) d’une fibre optique. Etre capable de faire un bilan de puissance d’une liaison optique et être capable de calculer la dispersion dans une fibre optique.

Contenu(s)

1. Introduction
2. Ondes électromagnétiques
   • Grandeurs électromagnétiques, équations de Maxwell, équations constitutives, équation d'onde, solution générale, propriétés de l'onde électromagnétique dans un milieu homogène, plane, réflexion / transmission l'interface de deux diélectriques, coefficients de Fresnel, polarisations TE et TM, ondes dans un métal, vitesse de phase, vitesse de groupe, dispersions normale et anormale.
3. Lignes de transmission
   1. Régime harmonique
      • Notation complexe, modèle des lignes sans pertes, lignes fermée par une impédance complexe, ligne fermée par un court-circuit, ligne ouverte, courant, tension, impédance locale, coefficient de réflexion, coefficient de transmission, TOS
   2. Régime temporel
      • Paramètres pour le régime temporel, temps de propagation, coefficients de réflexion, modèle analytique, réflexions multiples
4. Fibre optique
   • Principe physique du guidage (théorie des rayons), description d'une fibre optique, types de fibres : à saut d'indice ou à gradient d'indice, modes LP d'une fibre à saut d'indice, équation de Helmholtz et ses solutions, la relation de dispersion, solution de la relation de dispersion avec les courbes normalisées, dispersion chromatique et modale, bande passante et pertes

Connaissances de l'électromagnétisme
Connaissances du calcul vectoriel (produit scalaire, vectoriel, gradient, divergence, rotationel…)
Connaissances élémentaires des circuits électriques