Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article présente les principes, les méthodes et les moyens de mesure des quatre principales grandeurs utilisées dans le domaine des radiofréquences et des micro-ondes. Ces grandeurs sont la tension, la puissance, le bruit et l’impédance. Cet article décrit les différents appareils de mesure utilisés pour mesurer ces grandeurs et présente leur domaine d’application. Il donne les performances et les incertitudes de mesure, et aborde les techniques de mesure associées à ces différents appareils.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
This article presents the principles, methods and means for measuring the four most important quantities used in the field of radiofrequencies and microwaves. These quantities are voltage, power, noise and impedance. This article describes the different measuring devices used for measuring these quantities and presents their field of application. It provides the performance and measurement accuracy, and discusses the measurement techniques associated with these devices.
Auteur(s)
-
Djamel ALLAL : Docteur de l’université Lille I - Ingénieur au Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE)
INTRODUCTION
Dans cet article, nous détaillons les principes, les méthodes et les moyens de mesure des quatre principales grandeurs utilisées dans le domaine des radiofréquences et micro-ondes (entre 100 kHz et 100 GHz). Ces grandeurs sont la tension, la puissance, le bruit et l’impédance. L’objectif de cet article est de décrire les différents appareils de mesure utilisés en radiofréquences, de présenter leur domaine d’application, de donner les performances et les incertitudes de mesure, et d’aborder les techniques de mesure associées à ces différents appareils.
Dans le premier paragraphe, relatif à la mesure de la tension, nous présentons les différents types de voltmètres tels que le voltmètre alternatif large bande, le voltmètre à échantillonnage et le millivoltmètre RF. L’oscilloscope en tant que mesureur de tension est également présenté. En radiofréquences (fréquences supérieures à 100 kHz), la mesure des tensions pose quelques problèmes particuliers : d’une part, l’amplitude de la tension varie périodiquement le long d’une ligne désadaptée et la mesure de la tension n’a de sens que si l’on précise dans quel plan elle est effectuée ; d’autre part, la notion de puissance devient prépondérante vis-à-vis de celle de tension quand la fréquence augmente.
Dans le deuxième paragraphe relatif à la mesure de puissance, nous traitons en détail les trois types de détecteurs les plus couramment rencontrés, à savoir les détecteurs à bolomètre, les détecteurs à thermocouple et les détecteurs à diode, tous généralement utilisés dans le cas de faibles puissances (jusqu'à 1 W environ). Dans un second temps nous présentons d’autres types de mesureurs de puissance et notamment pour le cas des fortes puissances. Pour des fréquences inférieures à quelques centaines de kilohertz, la puissance est communément calculée à partir de mesures de tensions, à condition toutefois de connaître précisément l’impédance de la charge (impédance de charge de 50 Ω ou 75 Ω par exemple). À l’inverse, lorsque la fréquence est supérieure à quelques dizaines de mégahertz, il est plus facile de mesurer directement la puissance et d’en déduire par calcul la tension et le courant.
Dans le troisième paragraphe relatif à la mesure de bruit, nous présentons les différents types d’instrument pour la mesure de la température équivalente de bruit et du facteur de bruit. Nous présentons les principales méthodes de mesure de bruit, comme la méthode d’équilibre à l’aide d’un radiomètre, pour la température de bruit, et la méthode du facteur Y, pour le facteur de bruit.
Dans le dernier paragraphe, nous abordons les mesures d’impédance. Les trois principales méthodes de mesure sont présentées : la détermination de l’impédance par pont autoéquilibré, la méthode de courant/tension et l’utilisation d’un analyseur de réseau, en déterminant l’impédance à partir du facteur de réflexion. D’autres instruments moins utilisés aujourd’hui, tels que les différents ponts de mesure d’impédance et le Q-mètre qui utilise une méthode de résonance, sont enfin décrits.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
voltage | power | noise | impedance | measurement | instrumentation | radiofrequency | microwaves
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1987 par André PACAUD
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Mesures et tests électroniques
(78 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Mesure de bruit2. Mesure des puissances
Le niveau de puissance de sortie d'un système ou d’un composant est souvent le facteur critique dans la conception de quasiment tous les équipements RF et micro-ondes. À titre d’exemple, pour les systèmes de communication par satellite, lorsque l’on double la puissance de sortie de l’émetteur, on double la couverture géographique, ce qui est un facteur économique très important. La mesure des puissances, des plus faibles au plus élevées, doit donc être particulièrement précise et reproductible.
Pour des fréquences inférieures à quelques centaines de kilohertz, la puissance est communément calculée à partir de mesures de tension, à condition toutefois de connaître précisément l’impédance de la charge (impédance de charge de 50 Ω ou 75 Ω par exemple). À l’inverse, lorsque la fréquence est supérieure à quelques dizaines de mégahertz, il est plus facile de mesurer directement la puissance et d’en déduire par calcul la tension et le courant. À partir des ondes centimétriques (quelques gigahertz), la notion de puissance devient prépondérante par rapport aux notions de courant/tension. Pour illustrer ceci, on peut considérer le cas d’une ligne de transmission sans perte, où les tensions et les courants varient le long de la ligne alors que la puissance reste constante.
Dans la théorie générale des circuits, la puissance est le produit de la tension et du courant. Pour le cas d’un signal sinusoïdal, ce produit est de période moitié par rapport à la tension et au courant, de plus il possède une composante continue. Tous les systèmes de mesure de puissance décrits dans cet article utilisent des capteurs de puissance qui sélectionnent cette composante continue par intégration du signal. Par conséquent, le temps d’intégration par rapport à la période du signal est un point critique de la mesure de puissance. D’un point de vue mathématique, la puissance moyenne peut s’écrire de la façon suivante :
où T est la période du signal et n le nombre de périodes.
L’unité de puissance est le watt (un joule par seconde). Cependant, dans de nombreux cas, on préfère normaliser la puissance...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Mesures et tests électroniques
(78 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Mesure des puissances
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BAILEY (A.-E.) - Microwave measurements - IEE (1985).
-
(2) - BRYANT (G.-H.) - Principles of microwave measurements - IEE (1993).
-
(3) - COLLIER (R.), SKINNER (D.) - Microwave measurements - 3rd edition. IET (2007).
-
(4) - GARDIOL (F.) - Traité d’électricité. XIII Hyperfréquences - Georgi (1981).
-
(5) - MONTGOMERY (C.G.) - Technique of microwave measurements - MIT (1947).
-
(6) - PASQUET (D.) - Mesures en hyperfréquences - Hermes (2004).
-
(7) - AGILENT TECHNOLOGIES - Fundamentals of RF and microwave power measurements - Notes...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs
Agilent technologies :
Anritsu :
Ballantine :
Boonton :
Noisecom :
Rohde et Schwarz :
HAUT DE PAGE1.2 Organismes – Associations – Fédérations
Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE) :
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) :
National Physical Laboratory (NPL) :
National Institute of Standards and Technology (NIST) :
European Association of National Metrology Institutes (EURAMET) :
...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Mesures et tests électroniques
(78 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
