Bonsoir à tous,
Je travaille actuellement sur un exo qui me bloque.
Voici l'ennoncé:
L'étude proposée concerne le dimensionnement d'un système de réception Wimax IEEE 802.16. utilisant une bande de 5MHz à la fréquence de travail et fournissant un débit de
. Le système d'émission est dimensionné de manière à ce qu'en tout point de la zone de couverture une densité surfacique minimum
soit disponible.
1) L'antenne utilisée en réception présente, pour cette fréquence, un gain . Quelle est sa surface effective
?
2) Calculer la puissance minimum reçue par ce terminal (en W et en dBm)
Voilà, j'aimerais savoir comment procéder car je ne vois pas du tout...
Merci d'avance pour vos réponses.
Oui, en cherchant sur le net j'ai réussi à trouver.
Pour la 2, j'ai essayé de procéder de la manière suivante:
D'après la formule de calcul de la surface effective:
donc puissance minimale reçue =
mais je ne suis pas sûr du tout...
Dans la formule, G n'est pas en dB...
De plus, l'arrondi sur est particulièrement maladroit. Il ne faut arrondir qu'à la fin sinon on introduit des erreurs.
en tenant compte des chiffres significatifs.
Si on prend en tenant compte des chiffres significatifs.
De même, il faut calculer la valeur de Sr "en nombre"... On ne peut pas multiplier des dB (même si ce sont des dBm) par A.
Je te remercie pour ces réponses !
J'ai encore quelques questions concernant le même exercice:
- Le filtre utilisé est un filtre passe-bande du 1er ordre ayant une bande passante à de
et un module dans la bande de
. Donner sont atténuation en
et sa bande équivalente de bruit.
- L'antenne du terminal radio permet de recevoir le signal utile, mais elle capte également des signaux parasites (bruit) provenant de l'environnement extérieur. Calculer (en W et en dBm) la puissance de bruit en sortie de l'antenne sachant qu'elle est caractérisée par une température équivalente de bruit
Pour la première, je sais que l'atténuation
Par contre, pour la bande équivalente de bruit, j'ai plus de problèmes. La formule est par contre je ne vois pas, comment trouver les informations avec les données de l'exercice.
Pour la deuxième, je sais que mais je ne sais pas comment trouver la bande équivalente du câble (différente de celle du filtre, je suppose)
Pour l'atténuation ==> OK
Occupons-nous ensuite de la bande équivalente de bruit...
La seule indication est que le filtre est un passe-bande du 1er ordre. Or, la fonction de transfert d'un filtre passe-bande du 1er ordre s'écrit :
fc étant la fréquence centrale et , B étant la bande passante à -3 dB.
J'ai trouvé une formule précisant que pour un filtre passe-bande
Ici donc
Par contre je n'ai pas trouvé d'explication à cette formule, je vais donc essayer avec tes indications.
Une autre question demande de "Donner les facteurs de bruit du câble et du filtre, en linéaire et en dB".
Je suis encore une fois bloqué, car je ne connais pas le SNR en sortie du câble et je ne sais pas quel "Signal" utiliser pour calculer le SNR en entrée (Puissance minimum reçue ?)
Oui, c'est la bonne réponse pour un filtre du 1er ordre.
Avec le filtre passe-bande, je n'ai pas encore essayé et ça me paraît moins évident qu'avec un filtre passe-bas :
La primitive est Arctan pour .
Sur le passe-bande, le résultat doit être le même mais l'intégrale me paraît moins évidente a priori (changement de variable peut-être ?).
"Donner les facteurs de bruit du câble et du filtre, en linéaire et en dB"...
Le câble, c'est le câble coaxial ?
Dans ce cas, on n'a aucun renseignement sur ce câble...
Oui, c'est bien le câble coaxial.
Le câble a une longueur de 20m et son atténuation linéique est de 1dB/m, j'ai oublié de le préciser
C'est un dispositif passif donc
L'atténuation totale du câble est donc 20 dB donc GdB = -20 dB ==> G = 1/100
Donc F = 100
Et FdB = 20 dB
20 dB de facteur de bruit directement sur l'entrée, "ça fait mal ! "...
Le filte est un composant actif, donc avec
le bruit interne au filtre.
Le problème est que ces données ne sont pas connues, faut-il lier le facteur de bruit trouvé pour le câble à celui du filtre pour le déterminer ?
En fait, avec le F que nous venons de calculer, nous pouvons avoir Ne, c'est Na que je ne vois pas comment obtenir
Si le filtre est un composant actif, il faut obligatoirement avoir son facteur de bruit (ça ne se devine pas, ça ne se calcule pas...).
ah d'accord.. mais alors le filtre est un composant passif (aucune information sur F) ?ce qui reviendrait à dire que
(A étant l'atténuation du filtre) ?
C'est comme cela que je l'avais compris... Le filtre est passif (d'ailleurs, à cette fréquence, les filtres actifs n'existent pas).
Donc, on commence par le facteur de bruit du câble et on continue par le facteur de bruit du filtre (à associer selon la formule bien connue...).
Après relecture de la question, on les demande séparément si j'ai bien compris.
Je ne comprends pas bien, il n'est pas possible de calculer le facteur de bruit du filtre et du câble séparément ? La formule (ce qui reviendrait à
ne peut pas s'appliquer au filtre ?
désolé pour ces questions, mais je n'ai pas du tout l'habitude de manipuler tout ça...
On peut calculer le facteur de bruit du câble et la facteur de bruit du filtre séparément avec les mêmes formules puisqu'il s'agit de deux dispositifs passifs (F = 1/G).
Je voulais parler de la formule pour calculer le facteur de bruit de l'ensemble (mais on ne le demande pas apparemment).
Ici, l'étage 1 est le câble, l'étage 2 est le filtre, l'étage 3 est l'ampli, etc...
Le facteur de bruit du 1er étage est prépondérant.
Si, c'est effectivement demandé dans la question suivante:
En prenant en compte les données précédemment obtenues et en sachant que l'amplificateur a un gain et un facteur de bruit
et que le facteur de bruit du démodulateur est
, calculer le facteur de bruit du terminal de réception puis donner sa température équivalente de bruit.
Je trouve:
en linéaire (avec la formule)
Et comme
... aie, doit y avoir un problème
Oui, F = 348...Je trouve plutôt 344 mais c'est dû à des problèmes d'arrondi (il faut arrondir "le plus tard" possible).
( et non pas
)
La température n'a rien à voir avec la température "réelle", bien entendu...
C'est la température du corps noir qui donnerait la même puissance (kTB).
La question suivante ne serait-elle pas : "Comment faire pour obtenir un meilleur facteur de bruit ?"...
Ou quelque chose qui ressemble ?
En fait, les dernières questions sont les suivantes:
8/ Calculer la puissance de bruit ramenée en entrée apportée par ce terminal. Exprimer cette puissance en W et en dBm
J'ai utilisé la formule
9/ Le rapport Signal-sur-Bruit (S/N) permet de caractériser la qualité de la transmission. Donner l'expression de la puissance totale de bruit en entrée du récepteur et calculer le rapport S/N.
Je pense qu'il faut utiliser la formule
par contre, au niveau du gain, faut-il prendre en compte celui de l'antenne ? (). Par contre nous n'avons pas d'informations sur l'atténuation du démodulateur...
10 / Le rapport S/N peut également s'exprimer par la quantité ,
représentant l'énergie binaire et
la densité spectrale monolatérale du bruit. Exprimer
en dB
11/ Compte tenu de la marge de sécurité que l'on souhaite se réserver, ce rapport signal à bruit n'est pas acceptable pour garantir un fonctionnement correct du système, On vous demande d'analyser les contributions des différents éléments et de proposer des solutions (argumentées et chiffrées) permettant d'améliorer ce système.
Je pense que tu voulais parler de ça
C'est la puissance de bruit en sortie de l'antenne (caractérisée par une température équivalente de bruit
Mais pour la 9, faut-il prendre en compte le gain de l'antenne dans le calcul du gain total ?
On obtiendrait alors
Par contre je ne vois pas quelle puissance de signal utiliser pour le calcul du SNR (Puissance minimun reçue ?)
Je reviens sur le calcul de la bande équivalente de bruit...
On a :
Si le filtre est un passe-bas du 1er ordre :
f0 étant la fréquence de coupure à -3 dB
Donc :
Donc, par exemple, pour un simple circuit RC :
et
Mais, dans notre cas, n'est pas égal à 1 ....
seulement si
Mais, dans notre cas, n'est pas égal à 1 ....
seulement si
B étant la bande passante... C'est mieux dit peut-être...
Pour la 11, la réponse est classique...
Pour avoir un meilleur facteur de bruit, il faut mettre le filtre et l'ampli avant le câble coaxial c'est-à-dire juste après l'antenne.
Il faut refaire les calculs dans cette configuration. On doit obtenir un bien meilleur résultat...
Le facteur de bruit du câble est alors (en gros) divisé par le gain de l'ampli... ce qui améliore notablement les choses, vu les pertes du câble...
Je n'ai pas très bien compris.
Tu as fait le calcul pour un filtre passe-bas, mais dans notre cas, il s'agit d'un filtre passe-bande.
D'abord, je me suis trompé...
parce que la fonction de transfert s'écrit :
Donc le disparaît dans le calcul et on a bien
C'est la même formule pour le passe-bas et le passe-bande.
Je n'ai pas encore réussi à faire le calcul avec le passe-bande :
Le " u' " n'est pas aussi simple que pour le passe-bas...
D'autre part, pour la 9, on a calculé précédemment le Aeff de l'antenne. Ceci permet de calculer la puissance à l'entrée du câble coaxial. On a calculé aussi la puissance de bruit. Donc on ne tient pas compte de l'antenne.
La formule que tu donne correspond à un filtre passe-bande du second ordre.
J'aimerais savoir comment obtenir la fonction de transfert d'une passe-bande du premier ordre à partir d'un passe-bas du premier ordre (si c'est possible).
Ensuite, on a calculé et on l'a multiplié par
de manière à obtenir
(puissance minimun reçue par l'antenne)
c'est de cette puissance dont tu veux parler ?
Est-il normal de trouver une puissance de bruit totale presque égale à la puissance de bruit ramenée Nae ?
Non, ce n'est pas une question de stupidité mais plutôt une question de "point de vue"...
Si je sais faire le calcul pour le passe-bas, je devrais savoir le faire aussi pour le passe-bande, même si ce n'est pas absolument nécessaire... Une "question de principe" en quelque sorte...
En fait, si j'ai bien compris, tu considère un filtre passe-bande du premier ordre comme un filtre passe-bas, et un filtre passe-bande du seconde ordre comme un filtre passe-bande.
Je me trompe ?
Si non, ou se trouve concrètement la différence ?
Non...
La fonction de transfert est du second ordre mais c'est un filtre passe-bande du 1er ordre.
Asymptotiquement, la pente du filtre est à +20 dB/décade "à gauche" de fc et -20 dB/décade "à droite" de fc. Comme la pente est 20 dB/décade, c'est un filtre du 1er ordre
La réponse de l'intégrale dans le cas du passe-bande du premier ordre est .
Comme , on obtient
.
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