Contribution à l'analyse statistique des mesures en chambre réverbérante à brassage de modes. Applications à la détermination de l'efficacité de brassage et de l'incertitude de mesure dans un contexte CEM et radiofréquences - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Contribution to the statistical analysis of measurements data in mode-stirred reverberation chamber. Applications for the evaluation of stirring efficiency and measurements uncertainty in the context of radiofrequencies and EMC.

Contribution à l'analyse statistique des mesures en chambre réverbérante à brassage de modes. Applications à la détermination de l'efficacité de brassage et de l'incertitude de mesure dans un contexte CEM et radiofréquences

Résumé

This thesis deals with the statistical behaviour of the measurements collected in a mode-stirred reverberation chamber (RC). At first we carry out an extensive study of distribution functions of the power and the field measurements inside a working volume, in the case of an overmoded cavity. Based on experiments, significant differences are highlighted between the ideal cavity model and the actual measurements distribution as a function of the antenna size. These results are obtained using statistical methods that are particularly well-adapted to RC measurements.
Secondly, a model is developped in order to estimate both mechanical and electronic stirring efficiency. This model is easy to implement and provides more efficient use of RC, whereas the current normative method remains insufficient in evaluating the actual number of independent samples in a measurement series. Our approach is based on statistical concepts that are largely adopted in other research areas such as finance, climatology... and is also validated by a rigorous experimental work.
Finally, some applications of these results are described in the context of radiofrequencies and electromagnetic compatibility. This work is particularly useful in optimising the experimental protocol definition in order to be consistent with the user requirements in terms of measurements uncertainty. With these results, the normative part, which deals with the calibration of an RC, can be changed in order to require more realistic limitations. Moreover, for both antenna characterization (efficiency, diversity gain...) and propagation channels simulation, our work leads to a better control of distribution functions as well as the measurement independency, which significantly improves the measurement accuracy.
L'objectif de cette thèse est d'étudier le comportement statistique des relevés de mesures en chambre réverbérante à brassage de modes (CRBM). Dans un premier temps, nous nous intéressons aux lois de distribution des mesures de champ et de puissance, relevées au sein du volume utile, dans la situation d'une cavité sur-dimensionnée. Sur une base expérimentale, nous mettons en évidence des écarts significatifs entre le modèle de cavité idéale et la distribution réelle des mesures, en fonction de la dimension du récepteur. Cette première phase s'appuie sur des outils statistiques particulièrement bien adaptés aux lois de distribution que l'on étudie.
Dans un second temps, nous développons un modèle d'estimation de l'efficacité de brassage, mécanique et électronique, simple à mettre en oeuvre, et permettant une meilleure exploitation du brassage des modes. La démarche normative actuelle s'avère très insuffisante pour déterminer le nombre d'échantillons indépendants dont on dispose réellement. Notre méthode s'appuie sur des concepts statistiques largement adoptés dans d'autres disciplines telles que la finance, la climatologie, etc. De nombreuses expérimentations viennent valider la démarche que nous proposons.
Dans un troisième temps, nous présentons quelques applications des résultats de cette thèse dans un contexte CEM (compatibilité électromagnétique) et radiofréquences. Les résultats issus de cette thèse permettent notamment d'adapter et optimiser les protocoles d'essais répondant aux exigences de l'utilisateur en terme d'incertitude de mesure pour de multiples applications. Nous montrons par exemple que le gabarit normatif de calibrage d'une CRBM peut évoluer vers un gabarit plus réaliste. Par ailleurs, que ce soit pour la caractérisation d'antennes (efficacité, gain de diversité, etc.) ou la simulation de canaux de propagation réels, une meilleure maîtrise des lois de distribution et de l'indépendance des mesures apporte une précision accrue de l'essai.
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Dates et versions

tel-00336456 , version 1 (04-11-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00336456 , version 1

Citer

Christophe Lemoine. Contribution à l'analyse statistique des mesures en chambre réverbérante à brassage de modes. Applications à la détermination de l'efficacité de brassage et de l'incertitude de mesure dans un contexte CEM et radiofréquences. Traitement du signal et de l'image [eess.SP]. INSA de Rennes, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00336456⟩
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