Énergie d'un émetteur radio : Puissance d'entrée vs sortie rayonnée
La transmission radio consiste à convertir l'énergie électrique en rayonnement électromagnétique. Comprendre la relation entrée/sortie est clé pour la conception du système.
Énergie d'entrée (Puissance électrique)
- Source : CC (batterie) ou secteur CA (via alimentation) → rails CC de l'émetteur.
- Mesure : Watts (W) – puissance d'entrée CC = Tension × Courant consommé par l'émetteur.
- Déterminants : Fréquence de travail, puissance de sortie désirée, classe de l'émetteur (A, AB, D, E, F), rendement.
- Rendement typique : Classe A : 20–30% ; Classe AB : 50–65% ; Classe D/E/F : 80–95%.
Énergie de sortie (Puissance RF rayonnée)
- Mesure : Watts (W) – puissance de sortie RF (porteuse ou PEP pour BLU).
- Équation clé :
P_sortie = P_entrée × η × G_antenne(simplifié ; η = rendement AMP, G = gain antenne). - Gain d'antenne : Concentre le rayonnement dans la direction voulue (dBi/dBd). Ne crée pas de puissance – la redistribue.
- ERP/EIRP : Puissance Rayonnée Équivalente (par rapport dipôle) / Puissance Isotrope Rayonnée Équivalente – les limites réglementaires s'expriment souvent ainsi.
Résumé du flux d'énergie
- Énergie électrique entrante (watts CC).
- Amplificateur de puissance convertit en RF (rendement η).
- Pertes ligne d'alimentation (coaxial : 0,5–3 dB typique).
- Antenne rayonne (gain focalise, pertes dissipées en chaleur).
- Ondes électromagnétiques se propagent – l'énergie se disperse selon la loi du carré inverse.
Exemple pratique
100 W entrée CC → AMP Classe D (90% rendement) → 90 W RF → Coaxial (1 dB perte = 79 W) → Antenne (3 dBi gain = 158 W ERP). La portée dépend de la fréquence, du terrain, de la sensibilité du récepteur.
Note réglementaire
FCC/Ofcom/CEPT limitent la puissance de sortie de l'émetteur et/ou l'EIRP par service (CB, radioamateur, Wi-Fi, cellulaire, broadcast). Dépasser les limites est illégal.