OFPPT - electricité...

0

OFPPT

ROYAUME DU MAROC

MODULE N 18°: INSTALLATION DES ANTENNES PARABOLIQUES

SECTEUR : INDUSTRIEL SPECIALITE : ELECTRICITE D’INSTALLATION NIVEAU : QUALIFICATION

Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION

RESUME THEORIQUE &

GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES

Résumé de Théorie et Guide de travaux pratique Installation des antennes paraboliques

OFPPT/DRIF 1

Document élaboré par :

Nom et prénom EFP DR AQADIR Abdelillah C.Q.P Tinghir S.M.D

Révision linguistique - - - Validation - - -


OFPPT/DRIF 2

SOMMAIRE

Page Présentation du module 6 Résumé de théorie

A. Interprétation des plans B. Utilisation des notions d’analyse de circuits à courant continu &

à courant alternatif :

B1) Rappel B2) Réseaux RC en régime impusionnel B3) Réseaux RC en régime alternatif

C. Utilisation des notions d’électronique : C1) Transmission des signaux C2) Les oscillateurs C3) Les signaux analogiques et numériques C4) Les convertisseurs C5) L’orbite d’un satellite de télévision C6) L’onde électromagnétique C7) Transmission par satellite C8) Le convertisseur LNB C9) La transposition

D. Les divers systèmes d’antenne paraboliques D1) Le choix d’une parabole D2) Les types des antennes paraboliques D3) Les paramètres de la parabole

E. Les divers types de commandes et leurs usages E1) Commande moteur E2) Commande positionneur E3) Commande polariseur E4) Commande DiSEqC E5) Démodulateur

F. Les renseignements liées à l’installation d’antenne parabolique G. Les principaux symboles et composants d’un plan d’installation H. Les mesures de sécurité et la préparation de l’équipement,

l’outillage et le matériel

I. Les techniques d’installation du panneau et des boites I1) Choix de l’emplacement I2) La recherche du sud vrai I3) La fixation de la parabole

J. Installation des câbles ou des conduits J1) Choix du câble coaxial J2) La fiche F J3) Quelques conseils de travail


OFPPT/DRIF 3

J4) La pose du câble dans les conduits Guide de travaux pratique

I. TP 1 Calcul de la forme d’onde rectangulaire

II. TP 2 Utilisation d’oscilloscope pour le calcul d’amplitude et de fréquence d’un signal

III. TP 3 Choix du diamètre d’une antenne parabolique a partir

des zones de couverture des satellites

IV. TP 4 Choix de l’antenne

V. TP 5 Installation d’une antenne parabolique

Evaluation de fin de module Annexes Liste bibliographique


OFPPT/DRIF 4

MODULE : 18 INSTALLATION DES ANTENNES PABOLIQUES

Durée : 45 H

60% : théorique

40% : pratique

OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT

COMPORTEMENT ATTENDU

Pour démontrer sa compétence, le stagiaire doit installer un système d’antenne parabolique, selon les conditions, les critères et les précisions qui suivent.

CONDITIONS D’EVALUATION

• Travail individuel. • A partir :

- d’un plan, - de directives, - des normes en vigueur.

• A l’aide : - de l’équipement, de l’outillage et du matériel appropriés.

CRITERES GENERAUX DE PERFORMANCE

• Respect des règles de santé et de sécurité au travail. • Respect des modes d’utilisation de l’équipement et de l’outillage. • Installation conforme aux normes et au plan. • Travail soigné et propre. • Respect de l’environnement et de l’aménagement.


OFPPT/DRIF 5

OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU

DE COMPORTEMENT

PRECISIONS SUR LE COMPORTEMENT ATTENDU

CRITERES PARTICULIERS DE PERFORMANCE

A. Interpréter le plan.

• Localisation exacte des composants. • Traçage fiable du croquis de l’installation.

B. Planifier l’installation. • Choix judicieux de l’équipement, de l’outillage et du matériel nécessaire.

C. Prendre des mesures de sécurité.

• Respect systématique des mesures de protection individuelle et collective.

D. Préparer l’équipement, l’outillage et le

matériel. • Manutention sécuritaire. • Vérification et préparation adéquates.

E. Installer le panneau de contrôle et les boîtes

• Installation adéquate

F. Installer les câbles ou les conduits • Installation conforme aux normes. • Utilisation économique du matériel

G. Ranger et nettoyer • Rangement approprié et propreté des lieux.


OFPPT/DRIF 6

OBJECTIFS OPERATIONNELS DE SECOND NIVEAU

LE STAGIAIRE DOIT MAITRISER LES SAVOIRS, SAVOIR-FAIRE, SAVOIR-PERCEVOIR OU SAVOIR-ETRE JUGES PREALABLES AUX APPRENTISSAGES DIRECTEMENT REQUIS POUR L’ATTEINTE DE L’OBJECTIF DE PREMIER NIVEAU, TELS QUE :

Avant d’apprendre à interpréter le plan (A), le stagiaire doit :

1. Utiliser des plans et des devis. 2. Utiliser les notions d’analyse de circuits à c.c et à c.a. 3. Utiliser des notions d’électronique. 4. Reconnaître les divers systèmes d’antennes paraboliques 5. Distinguer les divers types de commandes et leurs usages. 6. Repérer les renseignements dans les normes en vigueur liées à l’installation

des systèmes d’antennes paraboliques. 7. Déterminer les principaux symboles et composants d’un plan d’installation de

système d’antenne parabolique. Avant d’apprendre à planifier l’installation (B), le stagiaire doit :

8. Utiliser du matériel informatique. 9. Traçage des croquis et des schémas électriques relatifs à l’installation de

systèmes d’antennes paraboliques. 10. Utiliser des notions relatives à la communication professionnelle qui sont

nécessaires à l’installation de systèmes d’antennes paraboliques.

Avant d’apprendre à prendre des mesures de sécurité (C), le stagiaire doit :

11. Discerner les mesures de protection individuelle et collective applicable à l’installation de systèmes d’antennes paraboliques.

Avant d’apprendre à préparer l’équipement, l’outillage et le matériel (D), le stagiaire doit :

12. Distinguer les règles de sécurité applicables à la manutention d’antennes

paraboliques. 13. Utiliser l’outillage de base et les ancrages. 14. Utiliser les échafaudages et l’équipement de gréage.

Avant d’apprendre à installer le panneau de contrôle et les boites (E), le stagiaire

doit :

15. Décrire les techniques d’installation du panneau de contrôle et des boites.


OFPPT/DRIF 7

LE STAGIAIRE DOIT MAITRISER LES SAVOIRS, SAVOIR-FAIRE, SAVOIR-PERCEVOIR OU SAVOIR-ETRE JUGES PREALABLES AUX APPRENTISSAGES DIRECTEMENT REQUIS POUR L’ATTEINTE DE L’OBJECTIF DE PREMIER NIVEAU, TELS QUE :

Avant d’apprendre à installer les câbles et les conduits (F), le stagiaire doit :

16. Associer les câbles et les conduits aux divers types de systèmes.

Avant d’apprendre à ranger et à nettoyer (G), le stagiaire doit :

17. Développer une méthode de rangement efficace et sécuritaire.


OFPPT/DRIF 8

PRESENTATION DU MODULE

A titre indicatif :

Cette présentation doit :

- Situer le module par rapport au programme de formation;

- Donner une description sommaire des grandes étapes de déroulement des

activités d’apprentissage concernant la compétence visée par le module;

- Préciser la durée du module et les volumes horaires alloués aux parties

théorique et pratique.


OFPPT/DRIF 9

Module 18 : Installation des antennes

paraboliques RESUME THEORIQUE


OFPPT/DRIF 10

Le contenu du résumé théorique doit couvrir l’ensemble des objectifs visés par la compétence relative au module en question en développant :

- Des concepts théoriques de base (Définition, schémas illustratifs,

démonstrations…..) ;

- Des exercices d’application ;

- Des évaluations (Contrôles continus).


OFPPT/DRIF 11

Utilisation des plans et devis

Pour réaliser une installation d’antenne parabolique, l’installateur doit tenir compte a la fois • Des besoins techniques de l’utilisateur ; • Des règlements normatifs et de sécurité.

A partir de ces donnés, l’installateur doit être capable de déterminer les solutions technologiques à adopter en fonction du matériel existant dans les différents catalogues des constructeurs. Le résultat de ce travail sera le projet d’installation qui comportera :

• Les schémas de l’installation (exemple pour la réception collective ) • La nomenclature du matériel ; • Le plan de travail ; • Le devis.

Décoder le cahier de charge Pour représenter schématiquement cette installation

DONNEES SPECIFIQUES DOCUMENTS

Cahier des charges de l’installation à réaliser. Descriptif. Plan.

Textes réglementaires. Normes. Règles particulières.

Etablissement du projet d’installation

Schéma d’installation

Nomenclature du matériel

Plan de travail

Devis

Exécution Contrôle

Facturation

Catalogue des constructeurs de

matériel

Temps élémentaires

Séries de prix

Compétences


OFPPT/DRIF 12


OFPPT/DRIF 13

Les notions d’analyse de circuits à c.c. et à c.a. Introduction : Pour étudier l’installation d’antenne parabolique, on doit savoir :

analyser les grandeurs électriques ( tension, courant, fréquence, phase et pulsation) d’un signal étudier la transmission d’un signal analyser le cahier de charge de l’installation d’antenne parabolique exécuter l’installation

Rappel : Nœud, branche, maille Un nœud est connexion qui réunit plus de deux dipôles. Une branche est une portion comprise entre deux nœuds consécutifs. Une maille est un chemin fermé du circuit électrique.

La loi d’Ohm La chute de tension dans une résistance morte est égale au produit de la résistance par l’intensité du courant qui la traverse, le courant étant dirigé vers les potentiels décroissants. U=RI

Un circuit électrique est le siége de transformation d’énergie Des fils de connexion et des appareils où l’énergie sera transformée entièrement en chaleur : ce seront les résistances mortes (principe de la loi d’ohm) Dans le schéma ci-dessus le générateur G apporte de l’énergie sous forme électrique, le moteur M en dépense une partie qu’il transforme en énergie mécanique et le reste est dépensé en énergie calorifique, d’une part dans les enroulements intérieurs des deux machines et d’autres part dans les fils de connexions jouant le rôle de résistances mortes.

La loi des nœuds I2 I1 I1 + I2 = I3 + I4 N I3 I4 La somme algébrique des intensités des courants dans les conducteurs orientés vers le nœud est égale à la somme algébrique des intensités des courants dans les conducteurs orientés à partir du nœud.

MG


OFPPT/DRIF 14

La loi des mailles A Uam Uam+ Umn= Uan Uan

M N Umn La tension entre deux points A et N d’un circuit est égale à la somme des tensions qui peuvent être relevées entre les extrémités de branches reliant A à N. Ces tensions sont affectées d’un signal qui est déterminé en supposant qu’un observateur parcourt les différentes branches considérées en allant de A vers N

La valeur instantanée d’une tension sinusoïdale u û 0 t

T

-û La valeur instantanée de la tension sinusoïdale de la figure ci-dessus s’écrit : U = Û cos (ω t + φ) U et Û en volts (V) Û: valeur maximale de la tension u ω en radians par seconde (rad/s) ω : pulsation de la tension = 2πf t en secondes (s) ω t + φ : phase de la tension à l’instant t φ en radians (rad) φ : phase de la tension à l’instant initial

La valeur efficace d’une grandeur sinusoïdale La valeur efficace U de la tension sinusoïdale est obtenue : En traçant la courbe y=u² c-à-d y=[ Û cos (ω t + φ) ]²

Résultat U = Û / √2 (valeur mesurée avec un multimètre digital, la tension du secteur est

220V, cela sous-entendu que la valeur efficace de cette tension est 220V )

Soit en courant I= î / √2

Déphasage

Déphasage de i par rapport à u : c’est la différence φ entre les phases initiales de u et i φ=( φu - φi ) u = Û cos (ω t + φu ) = U √2 cos (ω t + φu ) i = î cos (ω t + φi ) = I √2 cos (ω t + φi ) trois cas se présentent :


OFPPT/DRIF 15

( φu - φi ) > 0 la tension u est en avance sur l’intensité i u

( φu - φi ) < 0 la tension u est en retard sur l’intensité i

(φu - φi ) = 0 la tension u et l’intensité i sont en phase û 0 t î T -û

représentation cartésienne

Le multiplieur

Un multiplieur est un circuit dont la tension de sortie us est proportionnelle au produit des

tensions d’entrée u1 et u2

Comportement en fréquence : E1

La valeur maximale de la tension varie en S

fonction de la fréquence f du signal d’entrée

pour la réalisation il y a le multiplieur à transistors E2

et le multiplieur à effet Hall.

Le multiplieur en régime sinusoïdal : ω1

Du fait de la non linéarité de la fonction multiplication (ω1-ω2)

la tension de sortie est une somme de deux ω2 (ω1+ω2)

composantes de pulsations (ω1-ω2) et (ω1+ω2)

différentes des pulsations ω1 et ω2 des signaux d’entrée.


OFPPT/DRIF 16

Régime impulsionnel :

l’analyse des caractéristiques des ondes impulsionnelles (rectangulaire) et leur effet sur un réseau, ce dernier se compose d’une combinaison de résistances, de condensateurs et de bobines, ainsi comment filtrer un signal en régime alternatif pour obtenir les fréquences désirées. 1-1) Réseaux RC en régime impulsionnel : 1-1.1) Caractéristiques de l’onde rectangulaire Dans les circuits numériques, la forme d’onde la plus courante est rectangulaire, ou onde impulsionnelle. Pour en faire le traitement, il est essentiel d’en connaître les différents paramètres. La figure ci-dessous représente ce type d’onde : Emax PW SW t T Les paramètres importants sont : PW : Pulse Width ou largeur d’impulsion. Cette valeur correspond à la durée de l’impulsion. Sa valeur est donnée en temps (secondes). PW correspond généralement au temps haut de l’onde. SW : Space Width ou espace entre deux impulsions. Cette valeur correspond au temps entre deux impulsions. Sa valeur est donnée en temps (secondes.) SW correspond généralement au temps bas de l’onde. T : La période. Le temps que dure un cycle. Elle correspond à la somme de PW et SW. Emax x PW Valeur moyenne d’une onde rectangulaire E moyen= T Coefficient d’utilisation : Le coefficient d’utilisation d’une onde rectangulaire est le rapport ( en pourcentage ) entre PW et T. PW X 100% Coefficient d’utilisation% = T


OFPPT/DRIF 17

1-1.2) Circuit intégrateur : Un circuit intégrateur est un réseau électronique permettant d’obtenir à sa sortie la valeur moyenne de l’onde ( Emoy ) E

moy ein c Uout ein R Uout La condition à respecter pour obtenir un bon intégrateur est que la constante de temps (τ=RC) du réseau intégrateur soit au moins 10 fois supérieure à la largeur d’impulsion (PW) de l’onde carrée. Un intégrateur est réalisé à partir d’un réseau RC. En effet, un condensateur s’oppose aux variations de tension ( constante du temps longue.) On retrouve donc aux bornes du condensateur une tension correspondante à la valeur moyenne de la forme d’onde d’entrée. 1-1.3)Circuit différentiateur : Un différentiateur est un réseau électronique permettant d’obtenir à sa sortie des impulsions lors des fronts de montée et de descente de l’onde rectangulaire appliquée à l’entrée de celui-ci. ein uout

INTEGRATEUR

∫

DIFFERENTIATEUR dv/dt


OFPPT/DRIF 18

R C Uout ein La condition à respecter pour obtenir des résultats désirés est que la constante du temps (τ=RC) du réseau soit au moins 10 fois plus petite que la largeur d’impulsion (PW) de l’onde d’entrée. Un différentiateur est réalisé à partir d’un réseau RC. La sortie est prise aux bornes de la résistance. La tension aux bornes de celle-ci étant causée par le courant de la charge du condensateur. On retrouve donc une tension à la sortie lorsqu’une variation de tension est présente à l’entrée du réseau. 1-2) Réseaux RC en courant alternatif : Filtrage : Le rôle d’un filtre est de séparer les divers composants d’un mélange, et d’assurer la suppression des signaux de fréquence non désirée au moyen d’un montage appelé filtre. Les principaux types des filtres sont les filtres passe-bas, les passe-bande, les coupes-bande et les passe-hauts. Ils laissent passer ou coupent des fréquences à partir d’une certaine fréquence, appelée fréquence de coupure ( FC ) et est définie comme étant la fréquence où la puissance de sortie est la demie de la puissance d’entrée (Pout=0,5 Pin.) Cette atténuation correspond à 0,707 de la tension ou du courant d’entrée et, en décibel, à –3dB. X(dB) = 20 log(Vs/Ve) Un filtre passif est un filtre formé par une combinaison de RLC dont chacun de ces éléments subit les tensions et courants appliqués et n’importe pas d’amplification de la puissance du signal d’entrée. Un filtre actif est un filtre comportant un élément amplificateur ( transistor, amplificateur opérationnel, etc.) qui permet donc de modifier les amplitudes des signaux. Les avantages et les désavantages d’un filtre actif : Un filtre actif présente plusieurs avantages sur un filtre passif :

• Les filtres actifs permettent des isolations beaucoup plus élevées grâce à leurs impédances d’entrées élevées.

• Les filtres actifs peuvent être réalisés sans bobines, ceci diminue grandement le coût, le poids, la dimension, les effets inductifs (donc élimination des blindages magnétiques), les défauts causés par la résistance interne de la bobine, les effets de saturation de noyau, etc.

• Les filtres actifs permettent d’amplifier et/ou d’inverser le signal en plus de filtrer • Les filtres actifs peuvent avoir des fréquences centrales et de coupures ajustables. Par contre, les filtres actifs possèdent quelques désavantages : • La réponse en fréquence est limitée par l’élément amplificateur • Les amplificateurs nécessitent un bloc d’alimentation • Les amplificateurs peuvent générer du bruit • Les amplificateurs sont sensibles aux variations de températures

1-2.1) Filtres passifs RC : a) Filtre passe-bas :


OFPPT/DRIF 19

Un filtre passe-bas est le filtre qui est en mesure de laisser passer les composants de plus basses fréquences de la tension appliquée pour développer une tension de sortie aux bornes de la résistance de charge, tandis que les fréquences plus élevées sont atténuées.

Structure du filtre passe-bas R E S C Us Ue

Réponse en fréquence G en dB. 20ln(Us/Ue) 0,1 1 10 100 F/Fc 0 -20 0,1 Pente : 6dB par octave -40 0,01 G=20log(Us/Ue) Si :G<0 on a une atténuation du signal de sortie Si :G>0 on a une transmission du signal de sortie sans altération. Une octave de fréquences est l’intervalle des fréquences comprises entre F et 2F Une décade de fréquences est l’intervalle des fréquences comprises entre F et 10F. 1

Fréquence de coupure FC = 2. π .R..C b) Filtre passe-haut : Un filtre passe-bas est le filtre qui est en mesure de laisser passer les composants de plus hautes fréquences de la tension appliquée pour développer une tension de sortie aux bornes de la résistance de charge, tandis que les fréquences plus basses sont atténuées.


OFPPT/DRIF 20

Structure du filtre passe-bas E C S R Us Ue dB 20ln(Us/Ue) 0,1 1 10 100 F/Fc 0 -20 0,1 Pente : 6dB par octave ou 20dB par décade -40 0,01 Réponse en fréquence 1

Fréquence de coupure FC = 2 π .R.C G

Us=Ue Zr Avec Us= x Ue Zc + Zr BF Fc HF F Caractéristique idéale En haute fréquence l’impédance du condensateur (Zc) diminue alors que l’impédance de sortie (Zr/ Zc+Zr) augmente donc Us augmente, le filtre est en état passant. c) Filtre passe-bande : En combinant un filtre passe-haut et un filtre passe-bas, on obtient un filtre passe-bande, qui transmet une bande de fréquence donnée (faiblement atténuée) tout en atténuant fortement les fréquences situées en dehors de cette bande. Fréquence centrale : 1 Fc = 2. π .R.C


OFPPT/DRIF 21

R E S C Ue C Us R

d) Filtre passe-bande série résonant : Un réseau résonant contient un condensateur et une bobine. Leur comportement opposé en impédance est l’élément clef des circuits résonants. Un réseau résonant série est composé de deux éléments réactifs, la bobine en série avec le condensateur. A la fréquence de résonance, les valeurs de XL et Xc sont identiques, elles s’annulent pour provoquer un court-circuit. A basse fréquence, XL est petite et Xc grande. A haute fréquence, XL est grande et Xc petite. Dans les deux cas, l’impédance totale du circuit est grande et un courant faible parcourt le circuit. La tension aux bornes de la résistance de charge est donc faible. A la fréquence de résonance, l’impédance totale du circuit est la valeur de la résistance de charge, toute la tension de la source se retrouve alors aux bornes de cette charge, donc seule une bande de fréquence qui passe. 1 Fréquence de résonance : Fr = dB 2. π.√ L.C Se diagramme présente les Fr limites de la bande qui sont 0 déterminées par les fréquences F1 F2 F1 et F2 où l’atténuation atteint -3 -3 dB de chaque coté de la cloche. F


OFPPT/DRIF 22

e) Filtre passe-bande parallèle résonant : Un réseau résonant parallèle est composé aussi de deux éléments réactifs, la bobine et le condensateur. A la fréquence de résonance, comme dans le cas du réseau série XL = Xc, mais la bobine est parallèle avec le condensateur. f) Filtre coupe bande : Le coupe bande fait le travail inverse du passe-bande, il enlève une plage de fréquence. On distingue deux types : série et parallèle. dB 0 -3 F1 F2 Fr F Diagramme d’un filtre coupe-bande


OFPPT/DRIF 23

1-2.2) Filtres actifs : Si l’on utilise un amplificateur opérationnel monté en inverseur, pour réaliser un filtre, l’amplification est donnée par la relation : Z2 de sortie A= Z1 d’entrée C

• Filtre passe-bas : R2 R1 - Ve + Vs R2

• Filtre passe-haut : C R1 - Ve + Vs C2

• Filtre passe-bande : R2 C1 R1 - Ve + Vs


OFPPT/DRIF 24

Figure 1 Schéma type de l’installation


OFPPT/DRIF 25

NOTIONS D’ELECTRONIQUE

C-1)Transmission de signaux : La principale fonction d’un système de transmission est de transférer l’information d’un endroit à un autre via un lien. Les techniques et les systèmes progressèrent selon :

• Le moyen de transmission, • Le type du signal à transmettre, • Le pourcentage de fiabilité désiré.

Au sein de toute transmission, il y a la transformation du signal sous une forme pouvant être facilement véhiculée, la transmission du signal modifié, la conversion du signal transmis. 1-1) La modulation : Le principe fondamental de la modulation analogique est de mélanger le spectre du signal modulant à des fréquences plus élevées, utilisées comme véhicule de transport de l’information, c’est la porteuse. La modulation peut être obtenue en variant une ou plusieurs des caractéristiques de la porteuse. En variant l’une des trois caractéristiques d’une onde sinusoïdale : V=Ep Sin (Wp+Φ) Une variation de l’amplitude crête Ep est une modulation d’amplitude. Une variation de l’angle (Wp+Φ) est une modulation d’angle. Celle-ci peut être effectuée de deux façons :

• Par une variation de fréquence Wp ( modulation de fréquence ) • Par une variation de la phase Φ ( modulation de phase )

1-1.1) Signal modulé en amplitude (MA) : La modulation d’amplitude est une variation de l’amplitude crête à crête d’une porteuse par signal modulant. Cette variation d’amplitude de la porteuse génère deux enveloppes proportionnelles à la modulante appelées l’enveloppe supérieure et l’enveloppe inférieure. Le taux de modulation d’amplitude m est : m = E modulante / E porteuse = E m / E p exprimé en pourcentage m% = ( E m / E p ) x 1 qui doit être compris entre 0 et 1 ( 0% ≤ m% ≤ 100% )


OFPPT/DRIF 26

Figure 1 Porteuse modulée en amplitude Ep Em/2 Em/2 Fm Fm Fp – Fm Fp Fp + Fm Figure 2 Spectre d’un signal module en amplitude 1-1.2) Le modulateur d’amplitude : Il y a plusieurs façons d’obtenir un modulateur d’amplitude. La première consiste à moduler l’alimentation d’un amplificateur syntonisé. La seconde consiste à multiplier la modulante superposée à une tension C.C à la porteuse. Vx Vs= k ( Vx Vy)

Vy Figure 3 Symbole d’un multiplicateur analogique (modulateur d’amplitude) 1-1.3) La démodulation d’amplitude : La démodulation d’amplitude, aussi appelée détection, consiste à récupérer le signal modulant. Elle utilise le même principe que le modulateur d’amplitude : la multiplication de tensions. Dans un modulateur, on devait injecter deux signaux pour pouvoir réaliser une multiplication analogique entre eux, par contre, lors de la démodulation, le signal MA est lui-même un signal complexe formé de plusieurs fréquences. Ce sont des composants fréquentielles qui seront multipliés entre eux.


OFPPT/DRIF 27

R1 D1 1K 1N60 R2 C1 V MA 100K 330 pF Vs Figure 4 Exemple de démodulateur d’amplitude utilisant un élément non linéaire 1-1.4) Signal modulé en fréquence (FM) : En modulation de fréquence, tout changement de la fréquence porteuse s’appelle déviation et est proportionnel à la valeur instantanée de la tension modulante. La vitesse à laquelle ces déviations de fréquence se produisent dépend de la fréquence de la modulante, tandis que l’amplitude de la déviation (∆Fc) dépend de l’amplitude de la modulante. Donc un modulateur de fréquence est un convertisseur tension-fréquence. Il existe plusieurs méthodes pour obtenir une telle fonction, exemple le VCO (Voltage Controlled Oscillator ) Déviation de fréquence(δ) On définit l’indice de modulation en FM comme étant : m f = Fréquence modulante(fm)

Figure 5 Signal modulé en fréquence 1-1.5) Démodulation de fréquence : Un démodulateur de fréquence est un convertisseur fréquence-tension. Une approche classique pour convertir une déviation de fréquence en une variation de tension est le détecteur de pente. Grâce à un circuit résonnant, il est possible de convertir une variation de fréquence en une modulation d’amplitude. Celle-ci peut être ensuite démodulée par un démodulateur d’amplitude. C-2) Les oscillateurs : Un circuit qui produit une tension alternative sans signal d’entrée est appelé un oscillateur. Il existe deux classes d’oscillateurs : les oscillateurs harmoniques et les oscillateurs à relaxation. Les oscillateurs harmoniques génèrent généralement une sinusoïde tandis que les oscillateurs


OFPPT/DRIF 28

à relaxation, qui sont réalisés à l’aide de bascules, fournissent généralement des tensions rectangulaires, triangulaires ou des impulsions. 1-2.1) Principe : La figure ci-dessous présente le diagramme fonctionnel d’un oscillateur harmonique. L’amplificateur A amplifie le signal retourné par le circuit de contre-réaction de gain β + A - V sortie contre-réaction β Figure 6 Diagramme fonctionnel d’un oscillateur Pour démarrer l’oscillateur, il doit y avoir une tension initiale. On se sert généralement du bruit thermique inérant à tout composant électronique pour initier l’oscillateur. Le bruit est de faible amplitude (< 10-6 V.) mais, statiquement, de n’importe quelle fréquence comprise dans la bande passante de la boucle. Si le circuit de cotre-réaction peut fournir un déphasage de 0° pour une seule fréquence, alors c’est cette fréquence qui sera privilégiée à la sortie de l’oscillateur. Pour démarrer, la faible tension doit être amplifiée (Aβ > 1), puis, une fois que l’amplitude de sortie est adéquate, il faut maintenir l’oscillation (Aβ = 1) On trouve :

Les oscillateurs à déphaseur dont la contre-réaction β est formée d’un déphaseur de 3 cellules RC. Les oscillateurs à cristal de quartz utilisés pour les très hautes fréquences. Ils sont très

précis. Symbole du cristal à quartz

L’oscillateur à pont de Wien est un pont qui est balancé ( déphasage de 0° ) pour une

seule fréquence associé à un amplificateur, la boucle Aβ a un déphasage de 0° pour une seule fréquence

C-3) Signaux analogiques et numériques : Un signal analogique est une grandeur physique détectable ( tension, courant, température, etc.) qui peut prendre n’importe quelles valeurs à l’intérieur d’une plage donnée. Un signal analogique peut être traité comme tel est transmis. Un signal numérique est une information convertie en valeurs codées numériquement. Un signal numérique est généralement représenté par une suite de valeurs binaires pouvant n’avoir que deux états possibles. Un signal numérique peut ou non représenté un signal analogique. Il offre plusieurs avantages par rapport à son équivalent analogique :

Facilité de conception. Traitement géré par logiciel. Stabilité, précision et une quasi-indépendance aux bruits.

C-4) Les convertisseurs : 0Le convertisseur numérique à analogique ou C.N.A. doit convertir une valeur binaire en une valeur proportionnelle de tension ou de courant.


OFPPT/DRIF 29

C-5) Orbite d’un satellite géostationnaire : 1) Définition : Tous les systèmes de satellite obéissent aux lois fondamentales de la gravitation. Cette loi dépend de la masse des deux corps et de la distance entre leurs centres de gravités. F = G x M x m / d² F : force d’attraction G : constante universelle de gravitation M : masse de la terre ( 5,98 x 1024 Kg ) m : masse du satellite d : distance entre leurs centres de gravités Lorsque le satellite tourne autour de la terre, il subit une force centrifuge qui dépend de sa masse, de la distance et de sa vitesse angulaire ω Fc = m x d x ω² Le satellite atteint une orbite stable lorsque la force d’attraction et la force centrifuge sont égales : F = Fc d3 = M x G / ω² On remarque que le rayon de l’orbite est indépendant de la masse du satellite, mais dépend de sa vitesse angulaire. La période orbitale T est le temps mis par le satellite pour parcourir son orbite. T = 2 π / ω Si d augmente, la période orbitale T augmente. Un satellite de télévision est placé sur une orbite particulière dite géostationnaire, il décrit une orbite au-dessus de l’équateur et dans le même sens de rotation que la terre. Ainsi, il parait fixe à un observateur sur la surface de la terre. Comme la période orbitale est égale à la période de rotation de la terre est de 23h56mn on trouve d = 42 200 Km, soit 36 000 Km de la surface de la terre. 2) Onde électromagnétique : Cette onde se détermine par sa forme, exprimée en Hertz ou par sa longueur d’onde, exprimée en mètre. Pour les fréquences satellites exprimées en Gigahertz ou GHZ et en centimètre. Cette onde transporte de l’énergie qui se caractérise par deux champs perpendiculaires, l’un électrique et l’autre magnétique. E x B Figure 7 représentation d’une onde électromagnétique On dit que l’onde est polarisée horizontalement lorsque le champ électrique est émis parallèlement au sol, ou l’onde est polarisée verticalement lorsque le champ électrique est émis perpendiculairement au sol.


OFPPT/DRIF 30

C-6) Transmission par satellite : Les chaînes de télévision ou de radio sont transmises depuis le satellite ( en orbite géostationnaire à une altitude de 36 000 Km, alimenté par l’énergie solaire ) vers la tête de réception, utilisant comme support une onde électromagnétique et comme porteuse une onde heper-fréquence.

Figure 8 : Schéma synoptique du satellite au récepteur En analogique, chaque onde porteuse transporte une seule chaîne à la quelle on associe un ou plusieurs son. En numérique, chaque onde porteuse transporte un flot de données numérique pouvant contenir toutes sortes d’informations. Un même satellite va donc envoyer vers le sol un grand nombre de porteuse, chacune aura sa fréquence propre. L’ensemble de ces porteuses forme le spectre de fréquences envoyé par le satellite.


OFPPT/DRIF 31

Figure 9 : Spectre de fréquence du satellite Astra La fréquence la plus basse sur ces satellites est de 10,714 GHZ, et la plus élevée est de 12,722 GHZ. Donc la largeur de la bande (LB) occupée est : LB=Haute fréquence – Basse fréquence = HF– BF= 12,722 – 10,714 =2,008 GHZ = 2008MHZ Comment avec un récepteur, couvrant seulement de 950MHZ à 2150MHZ capte des porteuses allant, elles, de 10714MHZ à 12722MHZ ? C’est la tête de réception ( convertisseur LNB ) montée sur la parabole qui va réaliser cette opération connue sous le nom de transposition C-7) Le convertisseur LNB : Le LNB est l’abréviation de (Low Noise Black down converter = Bloc convertisseur à faible bruit) c’est un composant actif, contrairement à l’antenne terrestre qui est passive, se compose d’un ensemble assez complexe assurant les fonctions suivantes :

Collecte des ondes réfléchies et concentrées par la parabole (cornet) Transmission de ces ondes vers le convertisseur (guide d’onde) Conversion des fréquences HF en fréquences BIS

Le choix du 13V ou 18V commande la sélection d’un des deux amplificateurs des

signaux horizontales ou verticales. Si 13V est sélectionnée l’amplificateur met le signal vertical en état ON, si 18V est sélectionnée l’amplificateur met le signal horizontal en état ON. La présence, ou non, de 22KHZ commande la sélection de l’un des deux

oscillateurs locaux (L /01 & L /02 ). 0KHZ met l’oscillateur local 01 en marche, celui de 9,75GHZ, et 22KHZ met l’oscillateur local 02 en marche, celui de 10,6GHZ.


OFPPT/DRIF 32

13V :V On / 18V : H On MIX Ampl 950-1950MHZ ou 1100-2150MHZ L / 01 ( 9,75GHZ) L / 02 (10,6GHZ) 0KHZ : L /01 On 22KHZ : L /02 On Figure 10 : Schéma de fonctionnement du LNB C-8) La transposition : En réception satellite, on utilise systématiquement les deux polarisations ( H & V ) de manière alternée, ainsi les signaux captés par l’antenne ont des fréquences trop élevées pour être transmises directement vers le terminal, donc il faut les abaisser afin qu’elles soient compatibles avec celles que peut exploiter le tuner du terminal, soit entre 950 et 2150MHZ, cette plage de fréquence porte le nom de BIS ( Bande Intermédiaire Satellite ). C’est le rôle de l’oscillateur local qui fait la soustraction des fréquences. Exemple : 10,714 – 9,75 = 0,964GHZ = 964MHZ 12,722 – 9,75 = 2,972GHZ = 2972MHZ Les fréquences résultantes de la soustraction sont envoyées vers le récepteur (fréquences BIS) de 964MHZ à 2972MHZ. Avec un récepteur qui ne couvre que de 950 à 2150MHZ et un oscillateur local à 9,75GHZ, on ne peut capter que le bas de la bande transposée. Les fréquences au-dessus de 2150 ne peuvent être reçues, donc l’oscillateur local à 9,75GHZ sert à recevoir la bande basse.

13 V / 18V H

Source V

0 / 22KHZ


OFPPT/DRIF 33

Figure 11 : Spectre des fréquences


OFPPT/DRIF 34

Les divers systèmes d’antennes paraboliques :

1) Principe de l’antenne parabolique : Un réflecteur parabolique est obtenu en faisant tourner une parabole autour de son axe OZ qui est l’axe de symétrie sur lequel se trouve le foyer F. La distance focale est f=OF. Les coordonnées X et Z de tous les points de la parabole (M) satisfont à la relation : X²= 4Fz. Selon le diamètre de la parabole D, le foyer F peut se trouver à l’intérieur ou à l’extérieur du paraboloïde (Z=Z1). Le rapport f/D est une caractéristique importante. Lorsque Z1=f on a, d’après la formule un diamètre D tel que : (D/2)=4f.f, soit D/2=2f et D=4f soit f/D=1/4=0,25. On ne réalise pas des antennes telles que leur profondeur soit supérieure à leur distance focale. Un faisceau de rayons parallèles à l’axe OZ de la parabole se focalise au foyer F, c’est le cas de la réception. Toute source placée en F rayonne un faisceau parallèle, c’est le cas de l’émission. X M Z1 F D O Z principe de l’antenne parabolique f 2) Gain de l’antenne parabolique : L’énergie du faisceau concentrée au foyer dépend de :

La surface S de l’ouverture du réflecteur, La longueur d’onde du rayonnement, L’efficacité E du réflecteur qui dépend de sa qualité.

Tableau : gain des antennes paraboliques en fonction de leur diamètre (voir annexe1) Comme pour l’antenne de télévision qui capte le signal terrestre, la parabole capte le signal venant du satellite et qui le concentre vers le convertisseur. Plus la parabole est grande, meilleur est son gain. L’antenne capte et transmet au récepteur le bruit thermique rayonné par la surface du sol, ce bruit est dû à l’agitation des molécules. Une bonne antenne doit avoir une température de bruit faible, c’est-à-dire capter le moins de bruit thermique par ses lobes parasites. Sa température de bruit diminue si l’angle d’élévation est important. A ce bruit externe s’ajoute le bruit thermique interne introduit par le récepteur, principalement par le premier étage de la tête placée au foyer de la parabole. Il faut obtenir le rapport signal/bruit le plus important possible. Pour que les micro-ondes se réfléchissent, la surface réfléchissante de la parabole doit être métallique ou comporter une structure de ce type. Parmis les facteurs agissent sur le matériau du réflecteur sont :

L’épaisseur de la feuille métallique, liée à la rigidité et à la masse. Une parabole de faible épaisseur sera opposée à des déformations ( au transport, au montage et au cours de son utilisation) qui ne manqueront pas d’altérer ses performances.

Le revêtement protecteur est sensible aux rayures et aux conditions atmosphériques ( habitation à proximité d’une mer.) Ce revêtement protecteur est généralement dur et lutte contre


OFPPT/DRIF 35

Les effets miroir qui risquent de détériorer le LNB en lui renvoyant la lumière solaire, une peinture de couleur sombre ou mate luttera efficacement contre ce phénomène. 3) Choix d’une parabole : Pour faire le choix d’une parabole il faut savoir :

Le matériau constituant l’antenne parabolique (fibre, acier, aluminium ) La rigidité assurée par ce matériau (épaisseur) La qualité de revêtement du réflecteur Le mode de fixation du bras Le mode de fixation du LNB La qualité et la résistance de la monture La résistance à la corrosion de la monture, des brides de fixation et de la visserie Un mât et sa fixation(murale coudée ou murale entré pied=terrasse)

La puissance reçue d’un satellite au niveau de la terre est très faible par rapport à ce qu’il émet. Il est donc nécessaire de concentrer au mieux cette très faible énergie de manière à en recueillir suffisamment pour pouvoir l’exploiter, c’est le rôle de l’antenne parabolique de révolution. Cette énergie est concentrée en un point appelé foyer, ou est disposé le convertisseur (LNB). La puissance du signal au sol appelé (PIRE) est exprimée en DéciBels Watts (dbw). D’après le tableau de dimension de la parabole selon le PIRE et le convertisseur (voir annexe2)

4) Les types des antennes paraboliques :

La parabole off-set (à foyer déporté : c’est la parabole excentrée dont l’axe de l’antenne est plus bas que l’axe de réception et la surface ne représente pas la partie centrale du paraboloïde c’est-à-dire le foyer est décalé par rapport à l’antenne (forme ovale). Ces antennes occupent une position plus proche de la verticale donc l’angle d’élévation est plus faible cela facilite l’écoulement de la pluie ou de la neige. La parabole prime focus : c’est la parabole pointée directement vers le satellite, le foyer est situé sur l’axe de l’antenne (point de concentration des rayons appelé point focal) La parabole transparente en résine s’intégrant discrètement au paysage. La parabole à 4 LNB réception de 4 satellites à 24° appartient à des paraboles offset. Antenne cubique appelant CuBsat ou DIGIGLOBE, simple à poser, pas de prise de vent. Antenne satellite à pointage automatique prévu pour les bateaux ou toute autre véhicule (Camping-car) offre la particularité de se repositionner automatiquement sur le satellite même en se déplaçant, il a un système de protection descente de l’antenne à la mise en marche du véhicule avec un temps moyen de recherche du satellite de 30 à 60 secondes. Antenne plane, c’est un losange de 50x60cm, 67mm d’épaisseur, facile à installer, formée d’un certain nombre de dipôles câblés de façon à obtenir un angle d’ouverture du lobe principal du même ordre que celui obtenu avec les antennes paraboliques. Antenne rectangulaire ou carrée et peu épaisse contient la tête et son polariseur, alimentée entre 15 et 24 V continus 150 mA par le câble coaxial de liaison avec le récepteur


OFPPT/DRIF 36

Angle d’inclinaison 60° 90°

Angle d ‘élévation par rapport à l’horizontale Antenne à foyer centré Antenne à foyer déporté Plan de la parabole

Antenne cubique

Antenne transparente Antenne plane


OFPPT/DRIF 37

Antenne à 4 têtes LNB 5) Paramètres de la parabole (diamètre – gain - ouverture) :

Plus la taille d’une antenne parabolique est importante plus son gain est élevé (proportionnel à l’énergie captée). L’ouverture s’exprime en degrés est définie par l’angle dont il faut faire pivoter l’antenne

de manière à ne plus recevoir que la moitié de la puissance reçue lorsque l’antenne est parfaitement pointée (atténuation de 3 dB). Plus la taille est grande plus l’ouverture est faible (2,15° pour la parabole de 80 cm et 1,14° pour la parabole de 1,5 m)


OFPPT/DRIF 38

Les divers types de commandes et leurs usages :

Dans l’objectif précédent nous avons étudié les systèmes d’antenne parabolique et après avoir fait le choix, nous abordons ici les divers types de commande pour pouvoir positionner l’antenne à n’importe quelle position sans peine, pour cela il y a plusieurs commandes qui pointe la parabole. On trouve :

La commande du moteur La commande positionneur La commande polariseur La commande DiSEqC (Digital Satellite Equipement Control – Pilotage numérique

d’équipement satellite ) Le démodulateur

1) Pour déplacer une parabole en rotation autour d’un axe incliné il y a ce qu’on appèle

la motorisation qui peut se faire de deux façons différentes : a) Soit avec une monture polaire et un vérin. b) Soit avec un moteur horizon-horizon (H-H).

a)Un vérin se compose d’un moteur électrique à courant continu et d’un vis sans fin à filet, nécessite une alimentation électrique de puissance pour assurer des déplacements dans les deux sens sous une tension de 36 V, sans oublier que l’entraînement de l’antenne parabolique demande une puissance qui peut aller jusqu’à 100 watts et plus avec une intensité de courant de 5 ampères. Il y a des vérins de 8" 10" et 12" (20,3 cm, 25,4 cm et 30,5 cm). La commande du vérin est soit par une alimentation traditionnelle (transformateur BT, des diodes, des boutons poussoirs…etc.) ou par positionneur intégré ou non aux terminaux qui doit être capable de fournir l’intensité maximale du vérin. *avantages :

- Permet la motorisation d’une antenne parabolique de grand diamètre. - En de panne on peut procéder à une installation fixe.

*inconvénients : - Fils d’alimentation est indépendant du câble coaxial

- La précision sur la position n’est pas très idéale.

b) Moteur H-H sont des moteurs simples à mètre en œuvre, commandés par le câble coaxial d’antenne, ils assurent un suivi assez rigoureux de la courbe géostationnaire des satellites. Leurs fixations sur le mat et avec l’antenne sont horizontales, d’où vient le nom H-H. 2) Positionneur : c’est une carte électronique du commande moteur capable de fournir une intensité de courant assez grande à la charge et d’inverser le sens de ce courant. Il est soit intégré aux terminal, soit indépendant. Le repérage de la position de l’antenne se fait par des capteurs :

Capteur à aimant : un petit aimant solidaire de l’axe en rotation ouvre et ferme successivement à chaque tour un petit interrupteur placé dans une ampoule sous vide (ILS=interrupteur à lame souple), deux fils à brancher ( GROUND=GND et PLUSE). Capteur optique : Nécessite une alimentation électrique de 5 V pour alimenter un petit

circuit électronique comprenant une diode émettrice infrarouge, ce faisceau généré est dirigé vers une photodiode, interrompue par une roue à ailette solidaire de l’axe en rotation. Il a l’avantage d’être disposer de plus d’une impulsion par tour et d’obtenir ainsi un positionnement plus précis, trois fils à brancher : +5V, GND et PULSE. Capteur à effet Hall nécessite une alimentation comme le capteur optique.


OFPPT/DRIF 39

3) Polariseur : C’est un servomoteur qui échange des impulsions avec le terminal pour pouvoir positionner par une rotation une petite antenne dans le plan de polarisation de l’onde reçue pour la transmettre à celle du LNB. On distingue deux types de polariseurs : *polariseur mécanique : liaison à trois fils à établir entre le terminal et le polariseur mécanique +5V, PULSE et GND. Un fil téléphonique est suffisant pour faire cette liaison puisqu’il s’agit d’un petit moteur qui ne demande pas de fil d’une section importante. *Polariseur magnétique : Le principe de fonctionnement est différent par rapport au polariseur mécanique, il s’agit d’un bobinage qui crée un champ magnétique (variable en fonction du courant ) afin d’amener la polarisation de l’onde reçue du satellite exactement dans le plan de la petite antenne du LNB. Liaison à deux fils. 4) Commande DiSEqC (Digital Satellite Equipement Control - Pilotage numérique d’équipement satellite) c’est une norme édictée par l’organisation européenne des satellites sous forme d’un bus (signaux de commandes numériques) véhiculé directement par le câble coaxial d’antenne à destination des équipements (commutateurs, moteurs …). Il s’agit d’une méthode qui utilise la modulation du signal de 22 kHz et son absence, une combinaison de pulsations et d’intervalles. Il y a plusieurs niveaux du DiSEqC, plus le numéro de version est haut, plus les actions qui peuvent être exécutées deviennent complexes. Le DiSEqC 1,1 permet de contrôler des commutateurs d’antenne, alors que le DiSEqC 1,2 ajoute la capacité de piloter des positionneurs sur des paraboles mobiles. Les protocoles du DiSEqC 1,x permettent seulement des signaux à sens unique ( du récepteur vers d’autres unités), le DiSEqC 2,0 établit une norme pour la communication dans les deux sens.

Moteur vérin jusqu’à 1,80m Moteur H-H jusqu’à 1,20m 5) Le démodulateur : c’est le récepteur des signaux satellites, alimenté par le réseau, il est relié au convertisseur par un câble coaxial et au téléviseur par un câble péritel. Il couvre tous, en principe, les trois bandes de diffusion satellite, mais ils sont spécifiques pour la réception du numérique. Ces appareils fonctionnent tous avec une télécommande et une aide à la programmation sur l’écran du téléviseur est proposée par certains modéles.


OFPPT/DRIF 40

Les renseignements dans les normes en vigueur liées à l’installation des systèmes

d’antennes paraboliques : L’installation d’une antenne parabolique individuelle ou collective ne peut pas être refuser, mais peut exiger dans un souci de préserver d’une part la sécurité des passants et d’autre part l’état de son patrimoine mobilier que :

• Les travaux exécutés soient réalisés par un professionnel disposant de la qualification ( qualifilec antenne ). • La pénétration dans l’immeuble soit réalisée sans percement. • Les systèmes de fixation de réflecteurs (paraboles) soit réalisée sans atteinte à l’étanchéité ou au gros-œuvre, et doivent être vérifiés régulièrement par un professionnel. • Les paraboles dont le diamètre est supérieur à 1 m soient soumises à une déclaration des travaux. • Pour les grosses installations (supérieur à une trentaine de prises), il est nécessaire de réaliser une étude précise des besoins. • Il n’est pas possible de partager le signal d’une prise comme on le fait en réception terrestre. Tout terminal doit posséder son propre raccordement. • Dans l’installation de réception collective, il faut assurer le niveau et la qualité du signal à chaque prise. • Veiller à ce que les produits soient compatibles avec la future télévision numérique terrestre (TNT). • Veiller à la distribution des signaux associés à la transmission de données de type multimédia. • Il ne faut pas implanter une antenne parabolique pour des raisons esthétique réelles dans des zones particulièrement protégées (monument historique, secteur sauvegardé, site classé.. ..etc.), et on doit respecter les règles du droit de l’urbanisme, par exemple en façade de l’immeuble l’installation parabolique modifie l’aspect extérieur de l’immeuble. De plus, de telles installations peuvent entraîner des risques importants en cas de chute de l’antenne sur la voie publique. Sur le balcon on peut l’installer, à condition que ce balcon ne soit pas considéré comme partie commune de l’immeuble. • Le diamètre du tube de fixation est fonction du diamètre de la parabole, il doit être fixé en position verticale et très stable. Ces tubes sont soudés sur une embase (voir tableau en annexe 3). • Les tubes sur leur embases peuvent être montés dans un jardin, leur longueur est plus importante, en fonction des obstacles à surmonter. Les embases sont fixées sur un massif de béton suffisamment important et reliées à une prise de terre. Le massif de béton doit être armé, les ancrages des embases doivent être scellés. (voir tableau en annexe 4). • Les tubes et leurs embases peuvent être fixés sur une terrasse. Les chevilles sont du type à expansion dans le ciment de la terrasse. L’embase est reliée à la prise de terre.


OFPPT/DRIF 41

• Les supports muraux doivent également être réunis à la prise de terre. • Ne jamais monter une parabole trop importante sur un support sous dimensionné. • Au moment du montage de ces supports, vérifier qu’il sont parfaitement verticaux. • Dans de nombreux cas, il faudra prévoir une canalisation enterrée dans le jardin, ou noyée dans le ciment de la terrasse. Le tube plastique doit avoir un diamètre suffisant pour contenir : le câble coaxial, les fils d’alimentation du vérin, du polariseur magnétique, et de l’asservissement du moteur. • La prise de terre est constituée, soit par un grillage galvanisé, enterré dans le jardin, soit par la terre de l’installation électrique, soit par une conduite d’alimentation d’eau. Elle est reliée au tube support d’antenne et à l’installation électronique. • L’installation d’antenne parabolique doit être séparer au moins de 1m de la canalisation électrique.


OFPPT/DRIF 42

Sécurité, Equipement, Outillage et matériel :

Dans toutes sortes des installations paraboliques, l’installateur aura à déplacer les charges des antennes et leurs accessoires. Pour cela il faut savoir évaluer la masse et la position du centre de gravité de l’antenne, savoir déterminer la meilleure technique de manutention ou de gréage, savoir choisir et inspecter l’équipement de levage (pour les antennes de grande taille), savoir procéder au déplacement. Rappel : la manutention est l’action de transporter ou de déplacer une charge sur une surface plane ou inclinée. Ce transport doit s’effectuer selon les de l’art pour que l’antenne arrive à destination en parfait état, et ce en toute sécurité des travailleurs. Les déplacements peuvent s’effectuer de façon manuelle ou à l’aide de l’équipement de levage. Le gréage est l’action de choisir et d’installer les éléments de suspension nécessaires au levage de lourdes charges. Lors de la manutention il faut qu’il est une stabilité, le crochet est au-dessus du centre de gravité.

1) Règles de sécurité applicables à la manutention : L’homme au travail est appelé à effectuer : des gestes, des mouvements, des efforts, qui peuvent tous provoquer des accidents. Pendant les manutention manuelles, quelques consignes simples sont à respecter : Garder les centres de gravité de la charge et du corps, toujours à la verticale Garder la colonne vertébrale toujours droite Placer les pieds le plus près possible de la parabole Limiter l’inclinaison du tronc vers l’avant Déplacer la colonne vertébrale sans en modifier les courbures naturelles Ne pas gêner la vision par la parabole


OFPPT/DRIF 43

I) Technique d’installation d’antenne parabolique

I-1) Les caractéristiques de l’installation de réception : Tout d’abord il y a lieu de définir le but recherché, on distingue les cas principaux suivants :

Installation de réception privée Elle alimente un seul téléviseur, celui du propriétaire de l’immeuble, ou du locataire d’un appartement. Il peut vouloir recevoir les émissions de :

Un seul satellite, à ce moment l’antenne est fixe et elle est munie d’une seul tête LNB de polarisation correcte, réglable sur la gamme de fréquence du satellite. Plusieurs satellites, l’antenne à monture équatoriale ou off-set est

télécommandée depuis le récepteur par un vérin, ou par un moteur horizon horizon, de façon à pouvoir parcourir une fraction , ou la totalité de l’orbite géostationnaire visible au lieu de réception.

Installation de réception communautaire : Il peut s’agir d’une station destinée aux locataires d’un immeuble, ou d’une tête de réseau câblé. Dans ce cas, il faut permettre à chaque abonné de recevoir, à tout moment, l’ensemble des stations au programme. Il faut donc :

Autant d’antennes fixes qu’il y a de positions orbitales occupées par les satellites à recevoir Autant de têtes LNB qu’il y a d’antennes, de bandes et de polarisations

différentes des satellites à recevoir. I-2) Examen de l’emplacement de l’installation : Avant d’implanter une antenne parabolique il faut d’abord s’assurer que l’emplacement choisi est parfaitement dégagé. Aucun obstacle ne doit s’interposer entre elle et le satellite, ni immeuble, ni arbre. Pas besoin de l’installer en hauteur, contrairement à une antenne terrestre de télévision, le signal du satellite vient d’en haut. L’installation doit être faite pour que la parabole soit facilement accessible, et que l’emplacement doit être abrité des intempéries.

Technique d’assemblage : L’emballage contient une antenne parabolique, monture, mât, vis d’assemblage et tête. Il faut assemblé ses éléments d’une façon étape par étape. Voir annexe. I-3) Coordonnées du site d’installation : Pour bien fixer les idées, il faut définir les notions de base et les méthodes de calcul.

Longitude et latitude : Pour définir avec précision la position d’un point sur la terre, elle est parcourue par des lignes fictives perpendiculaires entre elles. La longitude est un angle en degré mesuré à partir du centre de la terre entre un plan méridien de référence ( Greenwich = l’origine de la longitude ) et un plan méridien passant par le lieu de réception. Les méridiens découpent la terre en lignes passant par les deux pôles de 180° à l’ouest du méridien d’origine et de 180° à l’est, formant les 360° de la circonférence de la terre voir figure1. La latitude 0° est située à l’équateur, la latitude de 90° N est au pôle nord et la latitude 90° S est au pôle sud. Ainsi notre pays est compris environ entre 24° et 36° de latitude N, 4° et 16° de longitude ouest. Voir tableau6 en annexe. Facteurs affaiblisseurs :

Parmis les matériaux qui affaiblissent le signal entre la parabole et le satellite on trouve : • Les vitres, • Les poteaux, • Les arbres qui grandissent, • La peinture de la parabole qui n’est pas spéciale, • Le câble coaxial entre le récepteur et la parabole qui ne doit pas dépasser

25m.


OFPPT/DRIF 44

Figure 1

I-4) La recherche du sud vrai : Il faut voir le sud depuis le point où l’antenne doit être installée avec un dégagement moyen par rapport à l’horizontale, soit par une boussole ou par la méthode basée sur le soleil (à midi pile l’ombre d’un objet donne la direction nord-sud )

Figure 2 Figure 3

I-5) Fixation de la parabole : La verticalité du poteau (mât) de fixation doit être rigoureuse surtout lorsqu’il s’agit d’un antenne motorisé pour cela il faut un fil à plombe ou un niveau à bulle d’air. Si le mât est bien vertical, l’utilisation des graduations qui existent sur la monture est facile. A ce stade il faut savoir les angles qui ont un rôle sur la bonne réception.

Angle d’élévation (EL) : appelée aussi site, est l’angle, en degrés entre la direction de l’axe de l’antenne et un plan horizontal.


OFPPT/DRIF 45

Azimut ( AZ ) : c’est l’angle, en degrés, mesuré à partir du lieu de réception dans un plan horizontal entre le nord vrai et la point de l’horizon le plus proche du satellite (projection). Angle méridional de visée (Vsm) : c’est l’angle en degré de visée du satellite par

rapport à un satellite fictif placé au sud.

Satellite visé Figure 4 Satellite fictif au sud 0° Vsm

Horizon AZ ELmax sud


OFPPT/DRIF 46


OFPPT/DRIF 47

INSTALLATION DES CABLES ET LES CONDUITS

Les signaux électriques analogiques ou numériques traversent plusieurs milliers de kilomètres pour aboutir à une antenne parabolique, ensuite le téléviseur. Le raccordement entre ces derniers est assuré par ce qu’on appelle le câble coaxial en plusieurs types de liaisons à partir du terminal vers le LNB, vers le téléviseur vers le magnétoscope, vers la chaîne hi-fi ou vers tout autre équipement périphérique. Ce câble coaxial ne doit pas réduire la qualité intrinsèque du signal disponible sur l’antenne. L’installateur réalise la liaison coaxiale entre le LNB ou les LNB de l’antenne et le terminal, compte tenu des fréquences utilisées en BIS, 950 à 2150 MHz, il est totalement exclu d’utiliser le même type de câble employé pour les antennes Yagi terrestres ( râteaux ) : ceci est la conséquence de l’atténuation du signal, dû au câble, qui augmente avec la fréquence. a) Choix du câble coaxial : Un câble coaxial ne doit pas atténuer le signal plus que 30dB pour 100 mètres à la fréquence de 2150 MHz ( 20 dB à 1000 MHz.) Le diamètre couramment utilisé est de l’ordre de 7 millimètres, avec une impédance de 75Ω. Il existe des câbles multicoax pour le câblage de multiswitch et pour la distribution des systèmes BIS commutée (voir annexe 5)

Si l’antenne dispose de deux têtes alors il y a deux solutions à faire pour la descente du câble

• Soit avec deux câbles coaxiaux de descente, chaque LNB avec son câble. • Soit avec un seul câble coaxial de descente menu d’un protocole de commutation

c’est le commutateur DiSEqC placé à l’extérieur et doit être, un modèle étanche, emplacement accessible pour faciliter sa maintenance et son raccordement avec les fiches et les câbles.

b) La fiche F : C’est une fiche vissable ou à sertir sur le câble, elle doit être adaptée au diamètre du câble coaxial utilisé, elle assure la continuité du conducteur central (âme) et du conducteur périphérique (tresse), la fiche F à sertir destinée au domaine professionnel, nécessite une pince à sertir spécifique, cette fiche à l’avantage concerne l’étanchéité entre la fiche et le câble (pas d’humidité), par contre la fiche à visser, il faut utiliser un ruban d’étanchéité, déroulé autour de la fiche après vissage sur la prise.

Figure1 : câble coaxial et une fiche F


OFPPT/DRIF 48

c) Quelques conseils de travail : *Pour couper un câble coaxial sans déformation de son diélectrique, il faut utiliser un cutter en coupant le câble jusqu’au conducteur central, retirer ensuite l’ensemble gaine extérieure, tresse, diélectrique et couper l’âme

Figure2 : utilisation de la pince Figure3 : utilisation du cutter

* Pour couper la gaine extérieure ( blanche ou noir ) il faut laisser une distance de 2 centimètres par rapport à l’extrémité sans endommager la tresse et l’écran de blindage

Figure4 : la tresse est au-dessus de la Figure5 : la tresse est au-dessus du gaine extérieure diélectrique (bonne position)


OFPPT/DRIF 49

*Montage d’une fiche : pour que les contacts électriques soient parfaits, il faut bien préparer le câble coaxial en respectant les cotes. L’arrière de la fiche vient en butée sur la gaine extérieure et le conducteur central affleure le bord extérieur mobile de la fiche F. Vérifiez qu’aucun des brins de la tresse ne vienne en contact avec le conducteur central, cela évite le court-circuit donc l’alimentation du LNB. *Raccordement de deux câbles coaxiaux : il faut éviter d’utiliser les épissures pour raccorder deux câbles coaxiaux, il existe des raccords droits femelle / femelle qui permettent le raccordement avec les fiches F mâles.

Figure6 Figure7 *Dérouler un câble coaxial : la manière de dérouler un câble coaxial c’est commencé par l’extérieur de la bobine pour éviter des nœuds, avec une position rectiligne et un passage facile dans les gaines ( possibilité de le tendre. ) En tirant à partir de l’intérieur de la bobine est simple mais à éviter car elle provoque des nœuds et le tendre, ces nœuds provoquent des cassures, donc ruptures d’impédances et dégradation du signal.

Figure 8 : bonne méthode Figure 8 : mauvaise méthode


OFPPT/DRIF 50


OFPPT/DRIF 51


OFPPT/DRIF 52


OFPPT/DRIF 53


OFPPT/DRIF 54


paraboliques GUIDE DES TRAVAUX PRATIQUES


OFPPT/DRIF 55

I. TP 1 : CALCUL DE LA FORME D’ONDE RECTANGULAIRE

I.1. Objectif visé : - Initier les stagiaires au calcul de la forme d’onde rectangulaire

I.2. Durée du TP: 20 minutes

I.3. Description du TP : Le travail pratique se fait individuellement par chaque stagiaire.

I.4. Déroulement du TP :

Exercice d’application : 20ms 10V t 50ms a) Quelle est la valeur de PW ? b) Quelle est la valeur de T ? c) Quelle est la valeur de SW ? d) Quelle est la valeur de Emax ? e) Quelle est la valeur du coefficient d’utilisation ? f) Quelle est la valeur de E moy ?


OFPPT/DRIF 56

II. TP 2 : UTILISATION D’OSCILLOSCOPE POUR LE CALCUL D’AMPLITUDE ET

DE FREQUENCE D’UN SIGNAL

II.1. Objectif visé : - Développer une habilité à utiliser l’oscilloscope et à calculer l’amplitude et la

fréquence d’un signal.

II.2. Durée du TP: 02 heures II.3. Équipement et matière d’œuvre par équipe :

- Oscilloscope - Générateur de fonction - Sondes - Conducteurs

II.4. Description du TP : Le travail pratique s’effectue en groupe de deux stagiaires. A la fin ils doivent remettre un compte-rendu.

II.5. Déroulement du TP

i. Calcul de l’amplitude d’une onde :

La méthode de calcul de l’amplitude d’une onde lue sur un oscilloscope est la suivante : Amplitude = échelle en volts/cm x nombre de cm Exemple : si l’échelle de volts/cm est positionnée sur 2 et que le nombre de carrés entre les valeurs maximale et minimale de l’onde est 4 : Amplitude = 2volts/cm x 4cm = 8voltsc à c

ii. Calcul de la fréquence d’une onde :

La méthode de calcul de la fréquence d’une onde lue sur un oscilloscope est la suivante : F= 1/ (base de temps) (nombre de cm par cycle) Exemple : si la base de temps est positionnée sur 1 msec, et qu’un cycle de l’onde prend 6 carrés sur le graticule à l’horizontal : F=1/ (1 msec) (6cm) = 166,67 Hz A l’aide de l’oscilloscope, ajuster votre générateur de fonction afin d’obtenir les ondes alternatives suivantes :


OFPPT/DRIF 57

iii. Exercices :

a) Une onde sinusoïdale ayant comme caractéristiques : e c =1 volt et f =1,5 kHz

b) Une onde sinusoïdale ayant comme caractéristiques : e c à c =10,8 volts et f =175 kHz

c) Une onde carrée ayant comme caractéristiques : e c =5 volts et f =310 kHz

d) Une onde triangulaire ayant comme caractéristiques : e c à c =1,2 volts et f =45 kHz

e) Une onde sinusoïdale ayant comme caractéristiques : e eff =2 volts et f =1,2 MHz

f) Une onde carrée ayant comme caractéristiques : e c à c =4 volts, et f =555 kHz, ayant une composante continue de 2 volts.

g) Une onde sinusoïdale ayant comme caractéristiques : e c à c =800 mV, et f =76 kHz, ayant une composante continue de -1 V


OFPPT/DRIF 58

III. TP 3 : CHOIX DU DIAMETRE D’UNE ANTENNE PARABOLIQUE A PARTIR

DES ZONES DE COUVERTURE DES SATELLITES

III.1. Objectif visé : - Initier les stagiaires au choix du diamètre de la parabole

III.2. Durée du TP: 30mn

III.3. Matériel (Équipement et matière d’œuvre) par équipe : - Images des zones de couverture des satellites

III.4. Description du TP : Le travail pratique se fait individuellement par chaque stagiaire.

III.5. Déroulement du TP


OFPPT/DRIF 59

On vous donne les zones de couverture des satellites HOT BIRD & INTELSAT

D’après ces zones de couverture donnez le diamètre de la parabole à installer, sachant que le convertisseur est de type 1,1 dB.


OFPPT/DRIF 60

IV. TP 4 : CHOIX DE L’ANTENNE

IV.1. Objectif visé : - Initier les stagiaires à la recherche sur catalogues et revues les renseignements pour

effectuer le choix d’une antenne

IV.2. Durée du TP: 1 heure

IV.3. Matériel (Équipement et matière d’œuvre) par équipe :

- Catalogues - Revues

IV.4. Description du TP : Le travail pratique se fait individuellement par chaque stagiaire.

III.5. Déroulement du TP Recherchez dans les revues et les catalogues les renseignements pour effectuer le choix du convertisseur et du réflecteur (parabole) :

Satellite à capter en bande Ku Convertisseur Satellite Réflecteur fixe

Nom Position Fréq. Pol. Marque Réf. PIRE Diamètre Marque Réf.

Telekom 2B

Astra

Nille Sat

Eutelsat


OFPPT/DRIF 61

V. TP 5 : INSTALLATION D’UNE ANTENNE PARABOLIQUE

V.1. Objectifs visés : - apprendre aux stagiaires l’installation de l’antenne parabolique - savoir pointer une antenne parabole

V.2. Durée du TP: 6 heures

V.3. Matériel (Équipement et matière d’œuvre) par équipe :

a) Equipement : - Mât de fixation entré pied ou terrasse (au choix du formateur) - Antenne parabolique diamètre 1,30m offset - Monture - Moteur vérin - positionneur - tête LNB 0,6 à0,7db monobloc - Cutter pour câble coaxial, fiche F, boussole, rapporteur d’angle - Fréquencemètre pour mesurer le signal de sortie du convertisseur

b) Matière d’œuvre : - Câble coaxial 75 ohm - Conducteur souple ( rouge & vert ) pour moteur vérin - Conducteur avec pince crocodile

V.4. Description du TP : Monter sur le toit de l’atelier, faire un échafaudage et installer l’antenne.

V.5. Déroulement du TP Sujet : Un client veut capter le signal de deux satellites Nillesat et Astra par une antenne parabolique motorisée, la commande se fait par un positionneur traditionnel basé sur des transistors. Pour cela il faut savoir les coordonnées de l’endroit, les coordonnées de deux satellites, azimut, angle d’élévation et le pointage. Travail demandé : Réaliser cette installation en respectant toutes les normes en vigueur Mettre en route définitivement la station en procédant aux diverse finitions.


OFPPT/DRIF 62


paraboliques GUIDE D’EVALUATION


OFPPT/DRIF 63

O.F.P.P.T. EFP MODULE 18 : INSTALLATION DES ANTENNES PARABOLIQUES

FICHE DE TRAVAIL Stagiaire : ……………………………………………………… Code : Formateur : ………………………………………………………

1. Quelles sont les valeurs hautes et basses de la bande de fréquences ? ………………………………………………………………………………………………. 2. A quelle altitude sont les satellites géostationnaires ? ………………………………………………………………………………………………. 3. Comment s’appelle l’appareil chargé de recevoir et de démoduler les émissions par

satellite ? ………………………………………………………………………………………………… 4. Comment s’appelle le méridien d’origine ? ………………………………………………………………………………………………… 5. Calculer les fréquences BIS si la commande de 22KHZ est sélectionnée, faire le spectre

des fréquences après cette changement, quelles sont les fréquences qui ne pourront pas être reçues ?

………………………………………………………………………………………………. 6. A quoi sert un oscillateur local de 10,6 GHZ ? …………………………………………………………………………………………….. 7. Si le positionneur délivre une tension de 36V c.c. au moteur vérin de l’antenne

parabolique, quelle est la tension que doit mesurer un voltmètre aux bornes de ce moteur, justifier ?. .………………………………………………………………………………….

8. Commenter les deux figures ci-dessous ?


OFPPT/DRIF 64

9. Travail pratique

Cahier de charge On veut réaliser une installation d’antenne parabolique motorisée qui a pour objectif de recevoir les bouquets des satellites Eutellsat, Astra, Nillesat, à l’endroit où se situe votre centre de formation ( toiture d’atelier). Travail demandé :

a. Esquissez un plan dont les composants de la réception doivent être figurer b. Calculez (EL & AZ) d’après le programme informatique fourni c. Installez le panneau et ces boites tout en respectant les règles de l’art d. Visualiser les chaînes.

Équipement et matière d’œuvre par équipe de 3 (ou 4) stagiaires : Equipement :

- Une antenne parabolique de diamètre au choix à l’endroit + convertisseur - Un mât + accessoires de fixation - Un vérin +positionneur - Une carte Visiosat pour ordinateur - Une boussole - Equipement d’échafaudage

Matière d’œuvre :

- Câble coaxial 75 ohm - Conducteur souple ( rouge & vert ) pour moteur vérin - Conduits

Les programmes reçus doivent être visualisés par ordinateur Le TP se déroule en respectant les consignes de :

- Sécurité - Manutention - Protection en utilisant l’échafaudage - Fixation des conduits


OFPPT/DRIF 65

Annexes : Tableau 1

Efficacité Diamètre (m) 55% 60% 65% 70% 75% 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

31,4 33,4 35,0 36,3 37,5 38,5 39,4 40,2 41,0 41,7 42,3 42,9

31,8 33,8 35,3 36,7 37,8 38,9 39,8 40,6 41,4 42,1 42,7 43,3

32,2 34,1 35,7 37,0 38,2 39,2 40,1 41,0 41,7 42,4 43,1 43,7

32,5 34,4 36,0 37,4 38,5 39,5 40,5 41,3 42,0 42,7 43,4 44,0

32,8 34,7 36,3 37,7 38,8 39,8 40,8 41,6 42,3 43,0 43,7 44,3

Tableau 2

Puissance du signal au sol (PIRE)

LNB 0,6-0,7 dB LNB 0,8-1,0 dB LNB 1,1-1,3 dB

35 dBw 300 cm 360 cm 480 cm 36 dBw 240 cm 300 cm 360 cm 37 dBw 180 cm 240 cm 300 cm 38 dBw 150 cm 180 cm 240 cm 39 dBw 135 cm 150 cm 180 cm 40 dBw 120 cm 135 cm 150 cm 41 dBw 120 cm 120 cm 150 cm 42 dBw 110 cm 120 cm 135 cm 43 dBw 99 cm 110 cm 120 cm 44 dBw 90 cm 99 cm 120 cm 45 dBw 90 cm 99 cm 99 cm 46 dBw 80 cm 90 cm 99 cm 47 dBw 75 cm 90 cm 90 cm 48 dBw 60 cm 75 cm 75 cm 49 dBw 60 cm 60 cm 65 cm 50 dBw 60 cm 60 cm 65 cm 51 dBw 55 cm 60 cm 60 cm 52 dBw 50 cm 55 cm 55 cm 53 dBw 50 cm 50 cm 55 cm


OFPPT/DRIF 66

Tableau 3

Diamètre du tube (mm)

Hauteur du tube (mm)

Embase (mm)

Nombre de trous

Diamètre max. antenne (m)

48,3 48,3 48,3 60,3 60,3 76,1 88,9 88,9 101,6

500 800 900 1200 1200 1000 1000 1500 1200

100x100 150x150 150x150 150x150 150x150 200x200 250x250 300x300 300x300

4 4 8 8 8 8 8 8 8

1,0 1,0 1,1 1,3 1,2 1,5 2,2 2,3 2,5

Tableau 4

Diamètre d’antenne 0,85m 1m 1,20m 1,54m 1,80m Socle épaisseur 10cm 15cm 15cm 20cm 20cm

Côté 1,1m 1,1m 1,3m 1,4m 1,6m Volume 120 l 180 l 250 l 400 l 500 l

Masse béton 290 kg 430 kg 600 kg 960 kg 1200kg Tableau 5

Câble 2x SAT50

1

5x SAT50

1

5x SAT60

2C

5x SAT602

CPE

9x SAT50

1 Affaiblissement : à 800 MHz dB/100m 23,0 23,0 18,9 18,9 23,0 à 1750 MHz dB/100m 34,3 34,3 27,9 27,9 34,3 à 3000 MHz dB/100m 45,1 45,1 36,4 36,4 45,1

Tableau 6

Emplacement Latitude Pôle Nord 90°

Paris 49° Tanger 36° Rabat 34°

Marrakech 32° Tarfia 30°

Eldakhla 24° Equateur 0°


OFPPT/DRIF 67

Liste des références bibliographiques. Ouvrage Auteur Edition Sites Internet Catalogues Réception tv par satellite René BESSON DUNOD Les antennes tome 1 Roger Ch. Houzé EYROLLES Les antennes tome 2 Roger Ch. Houzé EYROLLES Réception stellite A.F.P.A TH KRUT électronique Francis PICHON MC GRAW Electronique (composants, radio, satellite, télévision)

René BESSON DUNOD

Electronique numérique R .MERAT R. MOREAU

NATHAN

Electronique analogique R .MERAT R. MOREAU

NATHAN

NB : Outre les ouvrages, la liste peut comporter toutes autres ressources jugées utiles (Sites Internet, Catalogues constructeurs, Cassettes, CD,…)

OFPPT - electricité...

Documents

Transcript of OFPPT - electricité...