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Propagation et Lignes de Transmission
Guillaume VILLEMAUD Laboratoire CITI
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Introduction
Un peu dHistoire...
Transmission filaire
Morse met au point le télégraphe
1832
Morse
Cooke met au point le 1er télégraphe électrique
1839
Cooke
1851 1ère liaison trans-manche (Siemens)
1866 1ère liaison trans-atlantique
1876
Bell découvre le téléphone
Bell
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Introduction
Transmissions hertziennes
Faraday émet lhypothèse de champs électriques et
magnétiques
1831
Faraday
Maxwell établit sa fameuse théorie de
lélectromagnétisme
1864
Maxwell
Hertz met en évidence la propagation des ondes
électromagnétiques
1887
Hertz
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Débuts des communications radio
Branly met au point son  cohéreur  permettant
de recevoir les ondes électromagnétiques
Récepteur de Branly
1890
Branly
Popov invente la première antenne pour
lobservation de phénomène météorologiques
1895
Popov
En se basant sur les travaux d Hertz, Branly et
Popov, Marconi réalise la première transmission
radio (gt2 km)
1895
Marconi
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Premiers déploiements
1899
Première transmission trans-manche
1901
Première transmission Antibes-Corse (175 km)
1903
Transmission Irlande-Terre Neuve (3400 km)
Gustave Ferrié installe la première antenne sur
la tour Eiffel pour communications militaires
(portée de plusieurs centaines de km)
1905
Ferrié
1908
Portée de 6000 km
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Lémetteur de Lyon - la Doua
1914 8 pylônes de 120 mètres
1917 2 pylônes de 200 mètres et 6 pylônes de
180 mètres
Installations transférées dans lAin en 1960
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Déploiement du réseau
1912
Le SOS du Titanic est capté par le navire
Carpathia et sauve 800 personnes
1916
Obligation déquipement des navires en radio
1920
1ère liaison radiotélégraphique France-Amérique
ouverte au public
1927
1ère liaison radiophonique Londres-New-York
1939
Début du multiplexage
1955
1er réseau radio-mobile en France (taxis,
médecins)
1956
1er câble sous-marin téléphonique
trans-atlantique TAT1 (48 voies)
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Et aujourdhui ?
Propagation filaire
Réseau Téléphonique Commuté (RTC) xDSL
Réseau par courant porteur (PLC)
Câble
Fibre optique
Propagation hertzienne
Liaison satellite
Téléphonie mobile (GSM, DCS, GPRS, UMTS)
Réseaux locaux sans fil (WLAN, UWB)
Boucle Locale Radio (WiMax)
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Multiplication des supports
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Les deux types de transmissions
Propagation guidée
Propagation guidée
Propagation espace libre
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Les principaux types de lignes
Ligne bifilaire
diélectrique
conducteur
diélectrique
d
1ère ligne utilisée ne permet quune voie par
paire de fils regroupement de fils dans un même
câble -dabord par 2 (paire) -puis encore par
2 (quarte)
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Ligne bifilaire
Regroupement
les câbles urbains et inter-urbains regroupent
plusieurs paires resp. 182 et 1792.
fils de cuivre (0,5 à 2mm) isolés par du
polyéthylène
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Lignes évoluées
Câble coaxial
Lenveloppe extérieure sert à la fois de blindage
pour le conducteur intérieur et de conducteur de
retour. Grande bande passante plusieurs voies
par multiplexage - à courant porteur
(échelonnage des différentes voies selon laxe
des fréquences) - par impulsions codées
répartition dans le temps des impulsions binaires
codées (forcément numérique)
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Performances
Les performances des câbles coaxiaux sont liées à
la qualité du diélectrique
Nature du
Constante
Facteur de pertes à
diélectrique
diélectrique à
20C
20C
Polyéthylène
2,26
0.0002 à 1MHz
de 1 à 3000
MHz
0.0005 à 3000
MHz
Chlorure de
3,2 à 3,8
0,008 à 100
MHz
polyvinyle 100
de 60 à 3000
MHz
0,006 à 3000
MHz
Polystyrène
2,56
0,0001 à 100
MHz
de 60 à 3000
MHz
0,003 à 3000
MHz
Téflon
2,1
0,002 à 100
MHz
(
polytétrafluoréthylène
de 60 à 3000MHz
0,00015 à 3000
MHz
)
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Câbles téléphoniques à lignes coaxiales
3 types de câbles à circuits coaxiaux sont
utilisés en France - le câble 2,6/9,5 4
paires coaxiales (2,6mm, 9,5mm) - le câble
1,2/4,4 4 à 28 paires coaxiales - le câble
3,7/13,5 4 à 10 paires coaxiales
12MHz (2700 voies). 60MHz (10800 voies).
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Lignes microrubans
Technique de circuits imprimés précision et
faible coût Dispositifs micro-ondes faible
puissance
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Guides dondes métalliques
Tube métallique (diélectriqueair) Pertes très
faibles Dimensions transverses de lordre de la
longueur donde
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Les guides dondes diélectriques
gaine diélectrique
La partie centrale (cœur) est un diélectrique,
entourée par un autre diélectrique (gaine) de
permittivité légèrement plus faible. La
propagation seffectue par réflexions successives
à linterface des 2 diélectriques. Aux fréquences
optiques, la silice et ses dérivées présentent
des pertes très faibles (lt 1dB/km).
coeur
fibres optiques
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Comparaison des capacités
nbre de voies par ligne

• les câbles bifilaires
• les câbles coaxiaux
• les guides donde
• (fibre optique)

1 2700 à 10800 multiplexées gt23000 (débit
gt280MBit/s) TAT13 2,5GBit/s
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Les câbles téléphoniques à fibre optiques
En télécommunications, on regroupe également les
fibres dans des câbles. Ici représentation de la
technique dite à jonc cylindrique rainuré . en
a), 1 jonc contenant 10 fibres dans des rainures
gravées. en b) regroupement de 7 joncs. gt câble
à 70 fibres.
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Les câbles sous-marins transatlantique
débit / fibre
1956 1976 1988 1991 1995 1996 1999
TAT1 TAT6 TAT8 TAT9 TAT12 TAT13 SeaMeWe3
48 analogique -----
10km 4000 ----- 10km 23000
280Mbit/s 0.35dB/km 60km 46000
560Mbit/s 0.22dB/km 120km 500000 2,5
Gbit/s ----- 45km
20Gbits/s ----- 300km
coaxiale
fibre optique
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Structure des câbles sous-marins
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Les supports de liaisons hertziennes
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Les antennes filaires
Station de base
Monopôle
Antenne dipôle
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Les antennes directives
Antenne cornet
Yagi-Uda
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Les antennes directives compactes
Antenne à lentille diélectrique
Réseaux de patchs
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Les antennes à réflecteur
Parabole
Station dArécibo
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Quelles fréquences ?
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Plan du cours

• Partie 1 Propagation guidée
• Domaine des lignes de transmission
• équations des télégraphistes
• régime en régime sinusoïdal
• ligne fermée sur une charge
• utilisation de labaque de Smith
• paramètres S
• systèmes dadaptation
• régime impulsionnel

16h de cours

• Partie 2 Propagation en espace libre
• Ondes électromagnétiques
• Introduction liaison radio

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Plan du cours
12h TD bifilaire, coaxial (TV), ADSL,
microstrip (Wifi)

• 4GE Antennes (10h)
• Communication radio et antennes
• Principes des antennes
• Caractéristiques des antennes
• Différents types dantennes
• Le milieu de propagation