Validation

La validation de l'installation du nouveau système de mesure sert à s'assurer de l'acuité des résultats obtenus mais aussi à en déterminer les limites. La méthode repose d'une part sur une démarche expérimentale, d'autre part, sur la simulation. La première consiste à comparer les résultats de mesure d'une même antenne effectuée dans des laboratoires différents. La seconde repose sur la simulation d'antennes classiques, de type cornet ou lentilles, et la comparaison des résultats avec les mesures. Nous avons choisi d'utiliser une fois de plus le logiciel SRSRD en raison de sa fiabilité.

2.4.1. 1.4.1 Validation expérimentale Deux antennes différentes sont mesurées:

- la lentille décrite au chapitre 2 paragraphe 6 (6.2.2) mesurée en Septembre 2003 à l'IETR,

- le réflecteur de Fresnel replié décrit au chapitre 1 paragraphe 6 (6.2) mesurée en juin 2005 au MWT.

2.4.1.1. Comparaison avec l'IETR

L'intérêt de la comparaison des mesures avec l'IETR [7] est la similitude des systèmes utilisés, aussi bien en ce qui concerne les appareils de mesure que les positionneurs (micro-

contrôle).

La concordance est très bonne dans la polarisation principale, comme en attestent le résultats présentés en figure 3.5. Elle l'est également par rapport aux simulations effectuées avec SRSRD. La polarisation croisée, en revanche est assez éloignée. De plus, le programme d'acquisition du LEAT tronque automatiquement les valeurs à -50 dB du maximum, et ce pour des raisons historiques. Lorsque ce dernier a été développé, la dynamique de la chambre ne permettait pas d'acquérir des valeurs significatives en deçà de ce seuil. Cela ne posait pas vraiment de problèmes car la majorité des antennes mesurées étaient alors peu directives. Il est possible de contourner cette difficulté en traçant d'abord la polarisation croisée comme nous le verrons sur d'autres diagrammes. De plus, la comparaison de la polarisation croisée est toujours délicate en raison des faibles valeurs mises en jeu.

Notons cependant qu'une des caractéristiques des antennes à symétrie, est le creux de la polarisation croisée dans l'axe qu'il est possible de retrouver en mesure. L'absence de cette particularité tend à prouver que l'alignement de l'AUT sur l'antenne en émission n'est pas optimal. La qualité de la fabrication, qui pourrait être mise an cause, doit être écartée comme le montre la concordance avec les simulations. Cet écueil est corrigé par la suite.

Enfin, le gain mesuré varie de 0,5 dB entre la mesure effectuée à l'IETR et au LEAT. Cet écart entre dans les tolérances de mesure de du gain 0,5 dB à 1 dB du LEAT.

(a) - plan E (b) - plan H

Figure 3.6 : Comparaison avec l'IETR, lentille hyperbolique, f=77 GHz 2.4.1.2. Comparaison avec le MWT, Université d'Ulm

La superposition des mesures effectuées à l'Univeristé d'Ulm, Allemagne, (MWT) et au LEAT est satisfaisante pour le lobe principal. Les divergences pour des angles plus élevés peuvent s'expliquer par deux facteurs:

- la différence des systèmes d'alignement entre les deux chambres,

- le MWT ne possède pas tout à fait la même configuration de mesure que le LEAT, en particulier, le mélangeur utilisé pour descendre en fréquences a été optimisé pour la bande autour de 77 GHz et n'est pas dans ses conditions optimales de fonctionnement à 94 GHz.

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0

-30 -20 -10 0 10 20 30

angle (degrés)

puissance normalisée (dB)

co-IETR co-LEAT cross-LEAT cross-IETR co-simulations cross-simulations

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0

-30 -20 -10 0 10 20 30

angle (degrés)

puissance normalisée (dB)

cross-IETR cross E-LEAT co-IETR co-LEAT co- simulations cross- simulations

(a) - plan E (b) - plan H

Figure 3.7 : Comparaison avec le MWT, réflecteur replié, f=94 GHz

2.4.2. Validation par des simulations

Nous avons conçu et réalisé des antennes particulières afin de valider notre système de mesure par comparaison à des simulations:

- le cornet prolate décrit au chapitre 2, figure 2.20, qui constitue une antenne standard,

- la lentille prolate décrite au chapitre 2, figure 2.24, en raison de la dynamique importante de son diagramme.

Le figure 3. 7 montre la comparaison entre la mesure et la simulation pour la fréquence de 110GHz. Cette fréquence est choisie en raison de la forme un peu complexe du diagramme dans le plan E. Nous remarquons que le lobe principal est très bien restitué jusqu'à -30 dB du niveau maximal. En deçà de cette valeur, la puissance mesurée est de l'ordre -75 dBm (figure 3.4.a pour un gain d'antenne de 20 dB environ) ce qui correspond à la sensibilité de la chambre. Ainsi, les niveaux constants relevés aussi bien dans les plans E et H que pour la polarisation croisée, stagnent à -30 dB du maximum. Cet effet explique également l'absence de creux marqué dans l'axe en ce qui concerne la polarisation croisée. Cette tendance est cependant amorcée dans les deux plans.

(a) - plan E (b) - plan H

Figure 3.7: Cornet prolate à 110 GHz

Le figure 3.8 présente la mesure de la lentille prolate. Compte tenue du gain mesuré de l'antenne proche de 40 dB sur toute la bande, le niveau reçu dans l'axe est de l'ordre de -25 dBm ce qui permet, théoriquement, de restituer des diagrammes avec 50 à 60 dB de dynamique, comme indiqué sur la figure. D'autre part, la forme de la polarisation croisée

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0

-90 -60 -30 0 30 60 90

angle (degrés)

amplitude realtive (dB)

mesures-co simulations-co°

mesures-cross simulations-cross°

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0

-90 -60 -30 0 30 60 90

angle (degrés)

amplitude realtive (dB)

mesures-co simulations-co°

mesures-cross simulations-cross°

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0

-30 -20 -10 0 10 20 30

angle (degrés)

amplitude relative (dB)

plan H, LEAT plan H, Ulm

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0

-30 -20 -10 0 10 20 30

angle (degrés)

amplitude relative (dB)

plan E, Ulm plan E, LEAT

indique que l'alignement des antennes est bon.

(a) – plan E

(b) - plan H

Figure 3.8 : Lentille prolate à 94 GHz

L'ensemble de ces résultats montre que les mesures en bande W dans la chambre anéchoide du LEAT sont fiables essentiellement dans les limites des spécifications des appareils de mesures et dans une faible mesure, des absorbants.