Capteur de champ magnétique : optimisation dans la bande 10kHz-100MHz pour applications spatiales

par Frédéric Szeremeta

Thèse de doctorat en Sciences et technologies industrielles

Sous la direction de Rachid Harba.

Soutenue en 2001

à Orléans .

mots clés

• Géomagnétisme
• Plasmas cosmiques
• Électromagnétisme

Résumé

La mesure du champ magnétique est un paramètre clé dans l'étude des relations Soleil-Terre, notamment celle des plasmas spatiaux, sièges d'une intense activité électromagnétique. La connaissance complète des ondes électromagnétiques suppose la mesure in situ de leurs composantes électrique et magnétique, découplées aux fréquences inférieures à leur fréquence plasma. Les missions spatiales géophysiques ont embarqué jusqu'à présent des instruments mesurant les champs magnétiques depuis le continu jusqu'au MHz. Afin de dissocier les types d'onde à proximité du Soleil, un magnétomètre étendant la mesure à plus haute fréquence est nécessaire. Nous présentons l'étude d'un capteur, du type boucle sans noyau, adapté dans la bande 10kHz-100MHz et présentant un seuil de sensibilité de 1fT/?Hz. La description détaillée des constituants de notre instrument, l'antenne et le préamplificateur, nous permet de modéliser sa fonction de transfert et son seuil de sensibilité et de définir des critères d'optimisation. Nous comparons notre modèle au prototype réalisé, mesurant l'impédance des différents éléments et de l'ensemble de l'antenne, la réponse au champ magnétique de cette dernière et du capteur complet, ainsi que son seuil de sensibilité. L'optimisation aboutit à un instrument fonctionnant jusqu'à 30MHz et satisfaisant la spécification de seuil de sensibilité entre 700kHz et 20MHz. Il prolonge d'une décade la gamme des instruments existants.

Titre traduit

Magnetic sensor : optimization in the 10kHz-100MHz band for space applications

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