Conception et réalisation d'un outil d'aide au paramétrage des antennes

II.2. Principe de calcul des caractéristiques de l'antenne : approche

analytique

Pour chaque type d'antenne :

Définir l'expression de la caractéristique dans les systèmes de coordonnées cartésien, polaire ou sphérique par exemple pour le gain d'une antenne on a l'expression :

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Ou : G est le gain de l'antenne ;

ecd est l'efficacité de l'antenne qui prend en compte : Réflexion-conduction perte diélectrique ;

U : intensité de rayonnement direction donnée

N.B : Quelques formules de rayonnements sont données en annexes.

fixer les valeurs réelles. Par exemple, pour une antenne hélicoïdale, il faut N= nombre de spires, D= diamètre d'une spire ; S= distance entre deux spires.

on écrit les formules du champ en respectant la syntaxe de Matlab. Les variables sont thêta et phi.

II.3. Présentation des algorithmes de calcul des caractéristiques de l'antenne.

Affichage de l'image de l'antenne :

Une fois que l'antenne est sélectionnée dans l'uicontrol AntennaName (Nom de l'antenne), AntennaParameter retrouve dans son dossier de travail le fichier image (au format .png : Portable Network Graphic) correspondant à l'antenne choisie et l'affiche.

Le nom de ce fichier est fourni à la fonction imread() de Matlab pendant le développement du logiciel.

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Le résultat renvoyée par la fonction imread() est ensuite affichée à l'aide de la fonction imshow().

N.B : Si le fichier image n'est pas au format .png, il peut être converti sous ce format grâce à l'utilitaire Microsoft Picture Manager à l'aide la commande Exporter du menu Fichier. Pour l'antenne parabolique nous aurons :

set(handles.DisplayerText,'String','Image : Antenne parabolique' ); % Affichage du nom de l'antenne % axes(handles.Displayer) ; % Initialisation, aux valeurs par defaut, des axes du repares %

Bild,Farbei = imread('Parabole.png'); % Chargement de l'image %

imshow(Bild) ; % Affichage de l'image %

Expression du champ :

Le guide de Matlab ne permettant pas d'éditer les expressions du champ comme Microsoft Office Word par exemple, pour obtenir une expression du champ compréhensible nous convertissons le résultat de l'édition fait sur Microsoft Office Word en image au format .png.

Diagramme de rayonnement :

Le diagramme de rayonnement peut être obtenu de plusieurs façons [AF : Facteur de Réseau, H(T), H(0), H(r), H, E(T), E(0), E(r), E] et sous différents types de coordonnées [Cartésien 2D, Polaire, Cartésien 3D, Sphérique)].

Une fois le type de diagramme de rayonnement et de coordonnées choisis (le choix par défaut étant AF en coordonnées sphérique), AntennaDesigner effectue le tracé en appelant les fonctions plot (Polaire et Cartésien 2D), mesh (cartésien 3D) et surfc (sphérique). Les arguments de ces fonctions sont des vecteurs x, y et éventuellement z dont les composantes sont obtenues au moyen de nombreuses autres fonctions Matlab selon le type de diagramme à représenter.

Pour l'antenne parabolique nous aurons :

Facteur de Réseau pour l'antenne parabolique, en coordonnées Cartésiennes 2D

AF = /.5*(sin (theta))."2 ; % Saisie de l'expression de AF % axis(1-/.5 /.5 -/.5 /.5.) ; %Initialisation des axes du repires % plot(theta,AF) ; % Traci du diagramme de rayonnement %

Facteur de Réseau pour l'antenne parabolique, en coordonnées polaire ezpolar('/.5*(sin(t))."2') ; % Traci du diagramme de rayonnement % axis(1-/.5 /.5 -/.5 /.5.) ; % Initialisation des axes du reperes %

Facteur de Réseau pour l'antenne parabolique, en coordonnées Cartésiennes 3D AF = /.5*(sin(theta))."2 ; % Saisie de l'expression de AF %

mesh(theta,phi,AF) ; % Traci du diagramme de rayonnement %

axis([-/ / -/.5 /.5 0 /0.) ; % Initialisation des axes du repires %

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Facteur de Réseau pour l'antenne parabolique, en coordonnées sphériques Lambda = str2double(get(handles.Lambda,'String')) ; % Calcul de la longueur d'onde % 0 = str2double(get(handles.EnterPara_2_Val,'String')) ; % Calcul de la Directivite % AF = /.5*(sin(theta))."2 ; % Saisie de l'expression de AF %

ix,y,zJ = sph2cart(phi,-pi/2 + theta,AF) ; % Obtention des vecteurs x, y et z % surfc(x,y,z) ; % Trace du diagramme de rayonnement %

axis(1-/.5 /.5 -/.5 /.5 -/ /J) ; % Initialisation des axes du reperes %

Caractéristiques du rayonnement : Surface effective, Gain, Directivité, Angle d'ouverture, Longueur d'onde

Ces paramètres constituent les caractéristiques du rayonnement. Ils sont évalués par AntennaDesigner à chaque clic effectué sur le bouton Valider de l'interface principale. Les expressions de ces paramètres étant fonctions des antennes, elles sont éditées au moment du développement du logiciel.

Exemples de calcul pour l'antenne parabolique

Gain

set(handles.60,'String',num2str(/0*log/0(0.75)+20*log/0(0.00/*str2double(get(handles.fc,'String')))+20*log/0(0)+20. 4)) ;% Calcul et Affichage du Gain d'antenne %

Directivité

~ = str2double(get(handles.EnterPara_2_Val,'String')) ; % Obtention du diametre de l'antenne % set(handles.00,'String',num2str((pi*D/Lambda)"2)) ; % Calcul et affichage de la Directivite %

if get(handles.00Unit,'Value') == 2

set(handles.00,'String',num2str(/0*log/0(str2double(get(handles.00,'String'))))) ; end % Si DO = 2, affichage en dB, sinon en decimal

Angle d'ouverture

set(handles.HPBW,'String',num2str(2*pi*58*Lambda/(360*0))) ; % Calcul et affichage if get(handles.HPBWUnit,'Value') == 2

set(handles.HPBW,'String',num2str(str2double(get(handles.HPBW,'String'))*/80/pi)) ; end % Si HPBWUnit = 2, affichage en dégré, sinon en radian

Surface équivalente

set(handles.Ae,'String',num2str(/0"(str2double(get(handles.60,'String'))//0)*pi*(0/2)"2)) ; % Calcul et affichage de la surface eguivalente %

III. Conception générale de l'application : la base de données.

Le problème tel qu'il est posé peut être vu sous plusieurs angles. Dans cette partie, nous donnons une orientation au travail qui sera être fait. Tout d'abord, il s'agira d'acquérir des données provenant d'une part du terrain (bilan de liaison), et d'autre part des bases de données existantes. Ensuite, une fois ces données acquises, elles sont stockées dans une base de données locale à l'application où elles seront ensuite traitées et mises à la disposition de l'utilisateur. Enfin, des algorithmes mis en place permettront à l'utilisateur d'exécuter des actions telles que, la visualisation de l'image de l'antenne, le diagramme de rayonnement de l'antenne, ainsi que les caractéristiques du rayonnement...

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La figure III.2 ci-après résume les grandes étapes du travail.

Figure III.2 : Conception du problème

Source : Auteurs

III.1. Acquisition des données

Comme nous le montre l'architecture de plateforme, nos données proviennent de deux sources :

Données provenant du terrain

Données provenant des bases de données existantes. III.2. Extraction des données du terrain

Les données provenant du terrain concernent généralement les informations issues des documentations techniques utilisées par les entreprises installatrices des antennes. Ces données représentent les rapports des bilans de liaison entre les sites. On y trouve notamment les pertes de pointage de la station émettrice, les fréquences des services, les coordonnées géographiques desdits sites, les pertes engendrées par la traversée de l'atmosphère (gaz, nuages), les pertes de pluie si le bilan de liaison est calculé en condition de pluie etc.

a) Base de données existantes

Dans un premier temps, nous avons crée notre base de données sous MicroSoft Access2003. Lorsque l'utilisateur lance l'exécution du test de dimensionnement d'une nouvelle antenne par exemple, les multiples requêtes qui en découlent arrivent au niveau de la base de données où elles sont traitées. L'information souhaitée y est ensuite extraite puis exploitée.

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Figure III.3 : Banque de données

Source : Auteurs

b) Fichiers d'indicateurs des bande de fréquence

Il s'agit d'un fichier contenant les données sur la bande de fréquence. Voici un exemple de

fichier extrait de la base de données :

Figure III.4 : Fichier donnant la bande de fréquence

Source : Auteurs

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Voici l'algorithme de traitement de ce fichier :

Récupération du chemin du fichier à traiter Ouverture puis transposition du fichier afin de réorganiser les champs de ce dernier. Remplacement des caractères indésirés par l'espace ou le point virgule afin de séparer les valeurs des différents champs utiles Récupération des champs destinés à être exportés vers la Base de Données.

c) Mise à jour des données

L'actualisation de la banque de données se fera de deux manières.

1. la mise à jour manuelle, Avec cette option, l'utilisateur en `double cliquant' sur un élément, voit apparaître une boite de dialogue de données qu'il peut modifier et enregistrer dans la banque de données.

2. la mise à jour automatique assistée par l'utilisateur. Cette option, permet à l'utilisateur de mettre automatiquement à jour les donnés de la base de données en indiquant l'emplacement du fichier contenant les informations à jour à l'application.

IV Conception, réalisation et chargement de la base de données