Utilitaire pour évaluer le déport angulaire à l'axe en élévation à partir du déport angulaire en azimut

👉 Les ondes émises par les antennes-relais sont plus ou moins fortes en fonction de la direction d'émission, à cause de la directivité des antennes.

👉 Le Calcul des Expositions en un point donné nécessite donc de connaitre l'atténuation à appliquer dans la direction antenne - Point de calcul.

👉 Cette atténuation se calcule habituellement à partir de deux angles : l'angle de déport en azimut α et l'angle de déport en élévation ϴ.  

• l'angle de déport en azimut α est l'angle dans le plan horizontal entre la direction de l'axe de l'antenne et la direction antenne - Point de calcul. C'est un angle facile à évaluer. Il suffit par exemple d'utiliser une carte sur laquelle on aura reporté la position de l'antenne, l'axe de l'antenne et la position du Point de calcul,

• l'angle de déport en élévation ϴ est l'angle dans le plan vertical qui contient l'axe de l'antenne entre la direction de l'axe de l'antenne et la projection de la direction antenne - Point de calcul dans le plan vertical contenant l'axe. Cet angle est beaucoup plus difficile à évaluer. En pratique, il faut utiliser un calculateur.

👉 Le Calculateur ci-dessous permet d'obtenir directement l'angle de déport en élévation ϴ si l'on connait l'angle de déport en azimut α.

 On doit lui fournir pour cela , en plus de l'angle de déport α, plusieurs informations géométriques de base : 

• la distance horizontale entre l'antenne et le Point de calcul (obtenue à partir d'une carte),

• la hauteur relative entre le Point de calcul et l'antenne (la hauteur de l'antenne est donnée par les opérateurs dans les DIM),

• et enfin le tilt de l'axe de l'antenne (le tilt de l'axe est donné par les opérateurs dans les DIM).

🔎💡 Pourquoi les déports en azimut et en élévation sont dépendants entre eux ? 

 La dépendance s'explique simplement si on raisonne en termes de projection géométrique (voir aussi les explications techniques plus bas).

✅  Lorsque le déport azimutal est non nul, la direction antenne – point de calcul est projetée dans le plan vertical qui contient l’axe de l’antenne pour calculer le déport en élévation. Cette projection conserve les longueurs dans le plan vertical, mais raccourcit les longueurs dans le plan horizontal, d’autant plus que le déport azimutal est élevé.

✅ Il en résulte que, pour une composante verticale inchangée, les angles mesurés dans ce plan vertical (et donc le déport en élévation) augmentent lorsque le déport azimutal augmente. C’est ce mécanisme de projection qui explique la dépendance observée entre le déport azimutal et le déport en élévation.

Exercice n°1 : comment varie le déport en élévation en fonction du déport en azimut

Entrez les informations suivantes dans le calculateur ci-dessus et notez la valeur du déport en élévation ϴ :

• Distance horizontale antenne – point de calcul : 50 m

• Hauteur relative (point sous l’antenne) : 20 m (le point de calcul est sous l’antenne)

• Tilt de l’axe de l’élément radiatif : 6° vers le sol

• Déport en azimut : α = 0° (la direction antenne – point de calcul est dans le même plan vertical que l’axe de l’antenne)
  
  

Vérifiez qu’avec ces paramètres, le déport en élévation est : ϴ = 15,80°.

Modifiez ensuite le déport en azimut pour obtenir : α = 60°
(le plan vertical contenant la direction antenne – point de calcul fait un angle de 60° avec le plan vertical contenant l’axe).

En pratique, modifier α revient à faire tourner le point de calcul autour de l’antenne en le maintenant à la même hauteur (distance horizontale et hauteur relative inchangées).

Vérifiez que le déport en élévation est alors : ϴ = 32,66°.

On constate que, pour une variation du déport en azimut de 0° à 60°, le déport en élévation passe de 15,80° à 32,66°.

👉 Règle générale : à géométrie identique (distance horizontale, hauteur relative et tilt de l’antenne constants), plus le déport en azimut α augmente, plus le déport en élévation ϴ augmente. 

Ce comportement a un impact important pour les points de calcul des expositions situés sous l'axe et très latéralement par rapport à l’axe de l’antenne : ils subissent simultanément une atténuation liée à la directivité horizontale (déport en azimut) et une atténuation supplémentaire liée à la directivité verticale (déport en élévation amplifié par rapport au cas α = 0°). Cette double pénalisation conduit, dans la majorité des cas, à des niveaux d’exposition significativement plus faibles que ceux observés dans des directions proches de l’axe principal de rayonnement.

Exercice n°2 : calculer les atténuations

👉 On veut évaluer les atténuations en azimut et en élévation pour l’élément radiatif 3G_900 MHz d'une antenne Huawei, dont le diagramme de rayonnement est celui présenté ci-dessus.

Les informations de géométrie (déjà calculées) sont les suivantes :

• Distance horizontale antenne – point de calcul : 80 m

• Hauteur relative (point sous l’antenne) : 19,5 m

• Tilt de l’axe de l’élément radiatif : 6° vers le sol

• Angle de déport en azimut : α = 32°
  
  

👉 Utilisez le calculateur ci-dessus ainsi que le diagramme de rayonnement pour déterminer :

• L'angle de déport en élévation

• L’atténuation (en dB) due au déport à l’axe en azimut de la direction antenne – point de calcul.

• L’atténuation (en dB) due au déport à l’axe en élévation de la direction antenne – point de calcul.
  
  

💡 Solution de l’exercice

• Déport en élévation : ϴ ≈ 10° (résultat du calculateur).

• Atténuation en azimut : ≈ 3 dB

• Atténuation en élévation : ≈ 5 dB

L'atténuation totale due au déport à l'axe de la direction antenne - Point de calcul est donc de 3 dB + 5 dB soit 8 dB.

Exercice n°3 : calculer les Expositions

👉 On veut maintenant évaluer l'Exposition générée par l'élément radiatif 3G_900 MHz d'une antenne Huawei à faisceau fixe.

Les informations dont on dispose sont les suivantes :

• Distance horizontale antenne – point de calcul : 80 m

• Hauteur relative (point sous l’antenne) : 19,5 m

• Tilt de l’axe de l’élément radiatif : 6° vers le sol

• Angle de déport en azimut : α = 32°

• Puissance PIRE de l'élément radiatif : 30 dBW

• Atténuation liée au fait que l'antenne n'émet pas tout le temps à plein puissance (préconisation ANFR) : 4 dB

• Atténuation liée au vitrage (vitre simple) interposée entre l'antenne et le Point de calcul (préconisation ANFR) : 2 dB

👉 Utilisez le calculateur ci-dessous et l'atténuation due au déport à l'axe de la direction antenne - Point de calcul pour évaluer l'Exposition générée par l'élément radiatif (pour rappel cette atténuation a déjà été calculée et vaut 8 dB) .

💡 Solution de l’exercice

• L'Exposition  recherchée est de : 0,42 V/m (résultat du calculateur).

Suggestions

👉 Calculer les déports en azimut et en élévation à l'axe d'une antenne avec les coordonnées X, Y et Z

Un utilitaire disponible sur le site permet de calculer les déports en azimut et en élévation à l'axe d'une antenne à partir des coordonnées X, Y et Z de l'antenne et du Point où les Expositions sont calculées. Cet utilitaire complète celui présenté plus haut sur cette page.

✅ Accéder à l'utilitaire pour calculer les déports en azimut et en élévation

👉 Calculer soi-même les expositions aux radiofréquences

Si vous souhaitez calculer vous-même les expositions générées par des antennes-relais, vous pouvez utiliser la Calculette Radiofréquences LITE.

Il s’agit d’un outil de simulation des ondes radiofréquences, développé en JavaScript et intégré dans un document PDF interactif qui sert d’interface utilisateur. Certaines cellules du document sont modifiables afin de saisir les données nécessaires aux calculs.

Les formules utilisées pour les calculs sont celles préconisées par l’Agence Nationale des Fréquences (ANFR) pour les simulations d’exposition.

La Calculette Radiofréquences LITE est téléchargeable librement.

✅ Accéder à la Calculette Radiofréquences LITE

👉 Apprendre à utiliser la Calculette Radiofréquences LITE avec son manuel utilisateur

La Calculette Radiofréquences LITE intègre un vrai programme de simulation des Expositions générées par les antennes-relais. L'utilisation du programme a été simplifiée au maximum en ce qui concerne l'interface utilisateur. En particulier des aides sont consultables dans le PDF, pour les cellules attendant une information et celles recevant des résultats de calcul. Il est cependant recommandé de lire au moins une fois le manuel utilisateur de la Calculette afin de tirer partie de toutes les fonctionnalités qu'elle propose. 

✅ Accéder à la page du site dédiée au Manuel utilisateur de la Calculette

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