Propagation libre et atténuation d'un signal

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Atténuation en puissance : A = 10 _10(P_e/P_s) en dB. • Atténuation en tension : A = 20 _10(U_e/U_s). • Atténuation linéique : = A/L en dB·m^-1 ou dB·km^-1. • Puissance transmise : P_s = P_e 10^-A/10.

Le cours

1. Atténuation globale d'un signal Au cours de sa propagation le long d'une ligne de transmission (câble coaxial, paire torsadée) ou dans l'espace libre, la puissance transportée par un signal diminue. L'atténuation globale A (ou affaiblissement) est définie en décibels par le rapport logarithmique de la puissance d'entrée P_e sur la puissance de sortie P_s : A = 10 _10(P_e/P_s) = 20 _10(U_e/U_s) • A est l'atténuation en décibels (dB), grandeur positive lorsque le signal perd de l'énergie (P_s • Le gain en puissance associé est G = -A = 10 _10(P_s / P_e). • Une atténuation de 3\ dB signifie que la moitié de la puissance initiale est perdue (P_s = P_e / 2). • Une atténuation de 20\ dB divise la puissance par 100 et l'amplitude de tension par 10. 2. Coefficient d'atténuation linéique Pour un support guidé homogène (câble réseau, ligne bifilaire), la perte d'énergie est proportionnelle à la distance parcourue L. On définit le coefficient d'atténuation linéique : = A/L A = L • s'exprime en décibels par mètre (dB·m^-1) ou couramment en décibels par kilomètre (dB·km^-1). • L est la longueur de la liaison dans l'unité adaptée. • La puissance résiduelle en sortie de ligne suit une loi de décroissance exponentielle : P_s = P_e 10^- L/10. 3. Dépendance en fréquence : effet de peau Dans les câbles en cuivre, l'atténuation linéique augmente avec la fréquence du signal à cause de l'effet de peau (le courant se concentre à la périphérie du conducteur, augmentant sa résistance apparente) et des pertes diélectriques. C'est l'une des raisons pour lesquelles la norme limite un câble Ethernet en cuivre à 100\ m sans répéteur.

Dans ce chapitre