Propagation en guide d'onde large : mesure par antennerie microphonique de la réflexion multimodale pour différentes extrémités

par Zhiping Qiu

Thèse de doctorat en Acoustique

Sous la direction de Jean-Christophe Valière et de Hélène Bailliet.

Le président du jury était Vincent Gibiat.

Le jury était composé de Jean-Christophe Valière, Christian Prax, Solène Moreau.

Les rapporteurs étaient Manuel Melon, Annemie Van Hirtum.


  • Résumé

    L'étude expérimentale de la propagation et du rayonnement multimodal en guide large est abordée via des mesures par antennerie microphonique de la réflexion des modes pour différentes extrémités. Le banc expérimental est constitué d'un guide large fermé à une extrémité et débouchant sur différentes terminaisons à l'autre extrémité ; en paroi du guide sont branchées une source acoustique et deux antennes microphoniques. Chaque composant du banc est étudié pour améliorer les résultats de mesure. Une méthode de vérification des performances des haut-parleurs constituant la source et une méthode de pilotage de la source acoustique sont proposées pour favoriser la génération des différents modes de propagation de l'onde. Une méthode de calibration in-situ pour l'antenne est développée pour les différents modes. Un calcul des incertitudes pour l'estimation du coefficient de réflexion est proposé.Enfin les mesures sont effectuées pour différentes extrémités de guide : avec une bride, sans épaisseur, avec un écran infini. Le principe de la méthode de mesure de la réflexion des différents modes consiste à appliquer la méthode du doublet microphonique adaptée aux signaux issus de la décomposition modale obtenue au moyen de deux antennes de microphones. Les résultats de mesure pour le mode plan sont avantageusement comparés aux résultats théoriques issus de la littérature. Les résultats pour les premiers modes supérieurs montrent l'aptitude du système à extraire le coefficient de réflexion en module et en phase suffisamment précisément pour distinguer l'effet de la condition de rayonnement.

  • Titre traduit

    Acoustic propagation in wide guides : measurements by microphone arrays of multimodal reflection for different terminations


  • Résumé

    The experimental study of multimodal propagation and radiation in a wide guide is proposed via measurements of the reflection of modes for different terminations by using microphone arrays. The experimental bench consists of a wide guide closed at one end and ended with different terminations at the other end; an acoustic source and two microphone arrays are flush-mounted to the wall of the guide. Each component of the bench is first studied to improve the measurement results. A method of verifying the performance of the loudspeakers constituting the acoustic source and a method of controlling the acoustic source are proposed in order to facilitate the generation of the different modes of propagation of the wave. An in-situ calibration method for the microphone array is developed for the different modes. A calculation of the uncertainties for the estimation of the reflection coefficient is proposed.Then, measurements are performed for different guide terminations: with a finite flange, without flange, and with an infinite flange. The measurement of the reflection for the different modes consists of applying the method of two microphones to the signals from the modal decomposition obtained by means of two microphone arrays. Results of measurements for the plane mode are satisfactorily compared with theoretical results from the literature. Results for the first higher modes show the ability of the system to extract the reflection coefficient in modulus and in phase with sufficient precision to distinguish the effect of the radiation condition.


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