Théorie et Calculs des Lignes de Transmission

1. Définition des lignes de transmission

Une ligne de transmission est une structure matérielle utilisée pour la transmission directe de l'énergie sous forme d'ondes électromagnétiques, couvrant tout ou partie de la distance entre deux points de signalisation.

2. Description des ondes TEM

Si l'onde est de type TEM (Transverse Électromagnétique), le comportement de la ligne de transmission (LT) peut être analysé par une extension de la théorie des circuits comportant des éléments distribués. Par conséquent, il convient de réduire les équations de base qui régissent les tensions et les courants au sein de la ligne.

3. Lignes symétriques et asymétriques

Les lignes de transmission se composent généralement de câbles de types suivants :

• Bifilaires (deux conducteurs parallèles identiques) ;
• Quadrifilaires (quatre conducteurs) ;
• Coaxiaux (un conducteur central et un blindage externe).

Les deux premières configurations représentent des cas d'équilibre (lignes symétriques), tandis que les lignes coaxiales sont considérées comme asymétriques.

Une ligne bifilaire est équilibrée car chacun de ses conducteurs possède des tensions opposées par rapport au sol. En revanche, un câble coaxial est une ligne asymétrique : seul le conducteur central transporte l'onde de tension et de courant, alors que le blindage périphérique est maintenu au potentiel de terre. Il n'y a donc pas de transport d'ondes, de tension ou de courant sur le blindage.

4. Ondes incidentes et réfléchies

La tension qui se propage de la source vers la charge est appelée tension incidente, tandis que la tension qui se propage de la charge vers la source est nommée tension réfléchie.

5. Définition du coefficient de réflexion

Le coefficient de réflexion est une grandeur vectorielle qui représente le rapport entre la tension réfléchie et la tension incidente.

6. Impédance d'un câble coaxial RG-59

Déterminez les caractéristiques d'impédance pour un câble coaxial RG-59 présentant les spécifications suivantes :

• L : 0,118 mH / pi
• C : 21 pF / m
• d : 0,025 pouce
• D : 0,15 pouce
• ε : 2,23

7. Calcul du coefficient de réflexion et du ROS

Une ligne de transmission possède une tension incidente de 10 Volts et une tension réfléchie de 3 Volts.

Déterminez :

• R (ou Γ) : Coefficient de réflexion
• ROS : Rapport d'Ondes Stationnaires (Réflexion d'ondes stationnaires)