Analyse du couplage électromagnétique produit par un objet installé dans une cellule TEM 3D

Study of the electromagnetic coupling created by a device placed inside a 3D TEM cell

• Auteur / Autrice : Aubry Picard
• Direction : Bernard Démoulin, François Fouquet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro-ondes et microtechnologies
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lignes à bandes

Brouillage électromagnétique

Mesures électromagnétiques

Essais

Compatibilité électromagnétique

Ondes électromagnétiques -- Propagation

Mots clés libres

Cellule TEM

Résumé

Ce travail de thèse s'inscrit dans le contexte de l'étude d'une nouvelle structure appelée cellule TEM tridimensionnelle ou cellule TEM-3D (brevetée en 2000 par l'INRETS), conçue pour être utilisée dans le cadre d'essais en compatibilité électromagnétique (CEM). Par rapport à la cellule TEM classique, la cellule TEM-3D présente l'avantage de ne nécessiter théoriquement aucune manipulation intermédiaire de l'équipement testé, grâce aux trois paires de septa disposées orthogonalement dans la cavité. Cette spécificité entraîne également un gain de temps appréciable pour effectuer les mesures. L'étude effectuée s'est dans un premier temps focalisée sur les caractéristiques de champ électromagnétique qu'il est possible de générer au centre de la cellule à l'aide d'excitations différentielles. Des résultats de simulations numériques ont montré que l'on parvient à dégager un volume d'essai vérifiant une uniformité de champ satisfaisante dans le contexte d'essais CEM (volume cubique de 20 cm de côté où le module de champ E est compris dans une fourchette de ± 1dBV. M-¹). De plus, on montre qu'en jouant sur l'excitation des différentes paires de septa on peut maîtriser la polarisation du champ. Ensuite nous avons présenté une modélisation électrique des phénomènes de couplage champ proche entre une boucle de courant et un septum. Ce modèle, s'inspirant des travaux de Taylor, propose de représenter le transfert de puissance à l'aide de générateurs de tension (couplage inductif) et de générateurs de courant (couplage capacitif). Nous avons ainsi obtenu une bonne concordance avec les mesures effectuées aux accès de différents septa, adaptés ou non (50 ohms et 360 ohms) et pour plusieurs configurations (en espace libre et dans la cellule TEM-3D). Durant ces expérimentations nous avons également mis en évidence l'impact du câble d'alimentation sur les résultats de mesure. Enfin nous nous sommes appuyés sur ces conclusions pour proposer une caractérisation magnétique d'un objet sous test quelconque, ainsi qu'une nouvelle structure maximisant le couplage de type inductif.