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Techniques de modélisation et de simulation pour la conception de systèmes RF - 5AMSC515

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  • Volumes horaires

    • CM : 15.0
    • TD : -
    • TP : -
    • Projet : -
    • Stage : -
    Crédits ECTS : 0.0
  • Responsables : Etienne PERRET

Objectifs

• Faire le lien entre les expressions mathématiques (équations de Maxwell) et l’utilisation de logiciels commerciaux de CAO en RF.
• Etre capable de tracer, de représenter sous la forme de figures des expressions qui décrivent des propriétés physiques comme la propagation des ondes, le rayonnement EM des antennes.
• Utiliser les principales fonctions numériques disponibles dans les logiciels de calcul commerciaux pour traiter des problèmes l'électromagnétique sous la forme de modèles dans un environnement industriel. Développer des connaissances de base permettant l’utilisation de MATLAB pour résoudre les équations aux dérivées partielles présentes dans les problèmes électromagnétiques.
• Donner des éléments de comparaison théoriques à travers la mise en œuvre de différentes méthodes numériques (différences finies, méthode de moments, éléments finis…) pour résoudre un même problème.
• Montrer les limitations (géométrie du problème 2d ,2d½, 3d ; temps de calcul ; espace mémoire…) que peut engendrer l’utilisation d’une méthode par rapport à une autre, c'est-à-dire un logiciel commercial par rapport à un autre. Permettre ainsi aux étudiants de pouvoir choisir parmi les méthodes numériques adaptées à la résolution de problèmes EM.
• Etre capable d’utiliser correctement des simulateurs EM commerciaux (Ansoft Designer & HFSS).

Contenu

Mots-clefs: Simulations et simulateurs EM, méthodes numériques pour la RF, Différence finies, méthode des moments, éléments finis, utilisation pratique de simulateurs EM.

• Concepts Fondamentaux de l’électromagnétisme
• Les simulateurs RF
• Méthodes analytiques
• Différences finies
• Méthodes Variationnelles
• Méthode de Moments
• Eléments finis.
• Mise en œuvre pratique d’un logiciel de simulation RF

Prérequis

Electromagnétismes / circuit Microondes
Electromagnétismes, Concepts en Radio-Fréquence, Supports de transmission, Guides et rayonnement électromagnétique, Circuits et systèmes radiofréquence, Antennes.
Mathématiques
De bonnes connaissances de base en mathématiques (algèbre linéaire en particulier) sont nécessaires.
Calcul scientifique.

Contrôles des connaissances

E1 = Examen fin du semestre 1 : Écrit 1h30, document non autorisé, sans calculatrice
E2 = Examen de rattrapage de session 2 : Écrit 1h30, document non autorisé, sans calculatrice
TP = Note de la partie projet du cours
DM = Devoir Maison

Calendrier

Le cours est programmé dans ces filières :

cf. l'emploi du temps 2021/2022

Informations complémentaires

Code de l'enseignement : 5AMSC515
Langue(s) d'enseignement : FR

Le cours est rattaché aux structures d'enseignement suivantes :

Vous pouvez retrouver ce cours dans la liste de tous les cours.

Bibliographie

Sadiku M. N. O., “Numerical Techniques in Electromagnetics with MATLAB”, Third Edition, CRC Press, 2009.
Orfanidis S. J., “Electromagnetic Waves and Antennas”, Initially posted online in November 2002. Latest revision date - August 1, 2016, www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa.
Balanis C., “Advanced Engineering Electromagnetics”, 2nd Edition, John Wiley, 2012 – Chapitre 12.
Makarov S. N., “Antenna and EM Modeling with MATLAB”, Wiley, 2002.
Ney M., “Simulation électromagnétique, Outils de conception”, Techniques de l’ingénieur. Traité Électronique, E 1 030.
Gibson, “The method of moments in electromagnetics”, Chapman & Hall / CRC Press, 2007.
Elsherbeni A., Demir V., “The Finite Difference Time Domain Method for Electromagnetics: With MATLAB Simulations”, SciTech Publishing, 2009.
Jin J-M, Riley D. J., “Finite element analysis of antennas and arrays”, IEEE Press : Wiley, 2009.
Yu W., “Electromagnetic Simulation Techniques Based On The FDTD Method”, John Wiley & Sons, 2009.
Harrington R.F., “Fields computation by Moment Method”, New York IEEE Press, 1993.
Sullivan D., “Electromagnetic Simulation Using the FDTD Method”, IEEE Computer Society Press, 2000.
Lascaux P., « Analyse numérique matricielle appliquée à l'art de l'ingénieur », Dunod, 2004.
Euvrard D., « Résolution numérique des équations aux dérivées partielles - Différences Finies, Éléments Finis », MASSON.
Raviart P.-A., Thomas J.-M., « Introduction à l’analyse numérique des équations aux dérivées partielles », Dunod, 1ère édition, 2005.

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mise à jour le 7 avril 2021

Université Grenoble Alpes