Introduction à la conception d’un système radiofréquence

OBJECTIFS

Acquérir les bases en radiofréquences et la méthodologie de conception.
Comprendre les architectures et apprécier les performances des émetteurs/récepteurs RF.
Identifier les protocoles IOT : LoRaWAN, Sigfox, BLE, Zigbee, Z-Wave...

PUBLIC VISE

Personnes débutantes ou qui souhaitent se remettre à niveau en RF et devant concevoir un système/produit communicant /radiofréquence.

PREREQUIS

Connaissances générales en conception de produits/cartes électroniques.
Un PC avec webcam, haut-parleur et micro et une liaison Internet sont requis.

INTERVENANT

Consultant RF, Formateur expérimenté, intervenant dans des missions de conseil et d’assistance technique aux entreprises.
Le programme CAP’TRONIC aide, chaque année, 400 entreprises à monter en compétences sur les technologies liées aux systèmes électroniques et logiciel embarqué.

DUREE

2 jours – 14h

PRIX

Consulter Sébastien SALAS, salas@captronic.fr - 06 87 83 32 32

LIEU

Formation présentielle ou distancielle
A distance, les accès à un outil informatique en ligne adapté seront fournis au stagiaire avant le démarrage de la formation.
En présentiel, surface de salle permettant de respecter les mesures sanitaires de distanciation sociale, salle équipée d’un outil de projection et connexion à Internet.

PROGRAMME

Tour de table

Introduction à la radio
Les ondes radiofréquence : la notion de dB, les unités en radiofréquence, bilan de liaison (puissance, sensibilité, notion de SNR...), influence de la fréquence, les pertes en espace libre (Formules de FRIIS...), transfert d’énergie et adaptation d’impédance, limitations normatives, modulation analogique/digitale (LoRa, ASK, 4FSK, QAM, FM...), notion d’orthogonalité, étalement de spectre, lignes de transmission (PCB, câbles...),

Architecture
Architecture des émetteurs/récepteurs RF : Simple, hétérodyne...Boucle à verrouillage de phase/PLL
Principaux paramètres des émetteurs/récepteurs RF ; sensibilité, immunité aux interférences, rayonnement non essentiel, intermodulation, bande passante, pureté spectrale...

Les antennes
L’antenne d’un émetteur/récepteur RF : caractéristiques (bande passante, gain, directivité, polarisation…)
Les différents types d’antennes : antennes extérieures, antennes intégrées (invisibles), choix d’une antenne, intégration et optimisation de performances, techniques de miniaturisation et performances, analyse d’une datasheet...

Conception et matériel RF
Les principaux équipements nécessaires pour développer un produit/système RF : l’analyseur de spectre, l’analyseur de réseau (VNA), les logiciels en RF.
Introduction à la conception d’un circuit imprimé RF : lignes de transmission (microstrip, stripline, lignes coplanaires...), substrat (nature et influence), guide et bonne pratique de routage RF, Stack-up d’un PCB RF…
Énergie et durée de vie/Autonomie : énergie et capacité électrique, profil et mesure de consommation, techniques d’optimisation de la consommation, analyse d’une datasheet d’une pile...

Présentation succincte des protocoles IOT
Les principaux protocoles Radio/IOT : modèle OSI, caractéristiques.
Les protocoles non cellulaires : LoRaWAN, Sigfox, ZigBee, Bluetooth, BLE, Wifi…
Les protocoles cellulaires : LTE-M, NB-IOT
Critères de choix d’une technologie radiofréquence : Coût, application, portée, débit, mobilité, standards Vs protocoles propriétaires...

Marquage et certification
Marquage CE d’un produit communiquant : Cadre réglementaire et marquage, démarches générale et processus de certification, la directive RED 2014/53/UE et les exigences essentielles, up-date de la recommandation pour les produits SRD (Short Range Device, ERC 70-03 :12/02/2021), notions techniques (Duty Cycle, classes de récepteurs, LBT, AFA…), normes harmonisées et évolutions (EN 300 220…)

Démonstrations :
Modulation et mise en oeuvre d’un analyseur de spectre : Étude des modulations principales utilisées par les protocoles IOT (AM/FM/PM/ASK/FSK/PSK/QAM…) et impact des paramètres de modulation sur les signaux dans le domaine temporel et fréquentiel.
Mise en oeuvre d’un analyseur de réseau (VNA) : Mise en oeuvre, calibration et méthodologie de mesure d’impédance.
Adaptation d’impédance/Matching : Introduction aux abaques de Smith et méthodologie d’adaptation d’impédance (433MHz/868MHz/2,4GHz)
Antenne et simulation : Simulation d’une antenne patch 2,4GHz avec le logiciel Sonnet
Impédance et ligne de transmission : Dimensionnement des lignes de transmission RF (pistes PCB) à l’aide de l’outil de calcul de KiCad
 Développer un module radio 433/868MHz from scratch, du choix des composants jusqu’à l’industrialisation

Tour de table

ORGANISATION

Moyens pédagogiques : Outil de visioconférence si formation à distance - Support de cours - Etude de cas – Démonstration ou travaux pratiques. Une assistance pédagogique sur le cours sera assurée par le formateur pendant 1 mois à l’issue de la formation.
Moyens permettant d’apprécier les résultats de l’action : Evaluation de l’action de formation par l’envoi d’un questionnaire de satisfaction à chaud à l’issue de la formation, puis d’un questionnaire à froid quelques semaines après la formation.
Moyen permettant de suivre l’exécution de l’action : Evaluation des connaissances via un questionnaire avant et après la formation. En présentiel, feuilles de présence signées par chaque stagiaire et le formateur par demi-journée de formation.
Sanction de la formation : Attestation de présence ou d’assiduité

RENSEIGNEMENTS ET INSCRIPTION

Sébastien SALAS, salas@captronic.fr - 06 87 83 32 32
Pour toute question y compris les conditions d’accès pour les publics en situation de handicap.

Informations mises à jour le 13/01/2023