Ch.3 : Les guides d`ondes

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Ch.3 : Les guides d’ondes
Les guides d’ondes sont des conducteurs creux à l’intérieur desquels se propagent les ondes
électromagnétiques, par réflexion sur les parois internes.
Utilisés lorsque :
- les puissances à transmettre sont élevées
- les distances à parcourir dépassent quelques décimètres.
On considère une onde électromagnétique, dans le domaine des longueurs d'ondes centimétriques,
qui se propage dans un guide d’onde métallique creux rectangulaire de dimensions intérieures a × b
où a>b:
Hypothèses :
- Conducteur parfait
- Signal sinusoïdal (1 fréquence ou une bande de fréquence HF étroite)
1. Divers types d’ondes électromagnétiques
• Onde plane dans l’espace (loin de la source)
2 champs transverses
E
et
H
(onde TEM)
(
)
ztcosE)t(E
0
−
=
(
)
(
)
ztjexpEE
0
−=
(
)
ztcosH)t(H
0
−
=
(
)
(
)
ztjexpHH
0
−=
λ
π
=β 2
(nombre d’onde)

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L’impédance d’onde,
ε
µ
== H
E
Z
Vitesse de propagation,
εµ
=1 v
Surfaces ou front d’onde : surfaces d’égale phase
Plan de polarisation de l’onde : plan défini par
E
et la direction de propagation OZ .
Cas des ondes guidées :
• Si seul
E
est perpendiculaire à OZ , c’est une onde TE (transverse électrique)
• Si seul
H
est perpendiculaire à OZ , c’est une onde TM (transverse magnétique)
• Si l’onde comporte à la fois une composants
z
E et
z
H, elle est dite hybride (EH ou HE)
2. Champs
E
et
H
au voisinage d’un conducteur parfait
Dans un métal conducteur parfait,
E
=0 et
H
=0
Au voisinage de la surface (conditions limites),
E
est nul ou perpendiculaire à la surface du métal
H
est nul ou perpendiculaire à la surface du métal
Les lignes de courant J sont alors perpendiculaires aux lignes du champ magnétiques
H

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3. Réflexion d’une onde plane sur un plan conducteur parfait
1
er
cas simple :
E
dans le plan d’incidence (dans le plan de a feuille)

4
2
eme
cas simple :
E
perpendiculaire au plan d’incidence

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