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Auteur(s)
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Joseph ROGER : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure des Télécommunications - Ancien Responsable du Service Antennes des Radars de surface à THOMSON-CSF
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Lire l’articleINTRODUCTION
Une antenne d’émission est un dispositif qui assure la transmission de l’énergie entre une source et l’espace libre dans lequel cette énergie va se propager. Réciproquement, une antenne de réception est un dispositif qui assure la transmission de l’énergie d’une onde se propageant dans l’espace à un appareil récepteur. Généralement, la source d’émission (ou le récepteur) est reliée à l’antenne par une ligne de transport d’énergie qui est fréquemment une ligne coaxiale ou un guide d’ondes.
Les longueurs d’onde λ utilisées pour les télécommunications, les aides à la navigation ou le radar s’étendent de quelques kilomètres à quelques millimètres. On conçoit que les antennes diffèrent très sensiblement d’aspect d’une extrémité à l’autre de ce spectre radioélectrique.
Dans cet article consacré aux bases et principes des antennes, on va d’abord sensibiliser le lecteur, à la présence des antennes autour de lui, soit dans la nature (on prendra pour exemple la chauve-souris et l’homme), soit dans le monde humain (on prendra pour exemples une maison, un navire de guerre, un centre d’astrophysique et un satellite d’observation).
Après avoir donné les éléments de base des antennes (antenne d’émission, diagramme de rayonnement, gain, antenne de réception, réciprocité, polarisation, température de bruit), on parlera des antennes théoriques, antennes fictives, « mathématiques », indispensables pour étudier ou concevoir les antennes réelles. On verra successivement les ouvertures, les réseaux et les petites antennes remarquables.
L’article « Antennes » fait l’objet de plusieurs fascicules :
E 3280 Bases et principes
E 3282 Types
E 3284 Techniques
E 3286 Applications. Calculs. Mesures
E 3288 Éléments connexes
Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres.
Le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres fascicules.
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- Version courante de nov. 2015 par Xavier BEGAUD
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Antennes théoriquesArticle inclus dans l'offre
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2. Notions de base
2.1 Antenne d’émission
Ce paragraphe a pour but de fournir une représentation visuelle d’une antenne en fonction d’émission (figure 8).
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On va faire les hypothèses suivantes :
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l’émetteur, qui alimente l’antenne, fournit une puissance P (en watts), de fréquence fixe (et donc de longueur d’onde fixe) et en ondes entretenues pures (CW continuous waves) ;
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l’antenne est ronde et de diamètre D grand devant la longueur d’onde λ (10 par exemple) ;
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sur l’ouverture de l’antenne, c’est-à-dire sur un plan très voisin de la sortie, le champ émis est sensiblement celui d’une onde plane :
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phase constante
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amplitude constante
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polarisation constante
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On verra plus tard 3.1.4 que ces conditions sont celles qui fournissent le gain (c’est-à-dire la faculté de concentrer la puissance émise) maximum.
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On peut alors considérer 5 régions (figure 8) et préciser pour chacune le comportement de la puissance P.
1 Ligne d’alimentation
Dans cette région, P reste sensiblement constant car la ligne (coaxial, guide d’onde...) a une atténuation très faible et il n’y a pas de rayonnement. La longueur d’onde λ est généralement différente de la longueur d’onde en espace libre.
2 Antenne proprement dite
Dans cette région, P est réparti sur l’ouverture suivant différentes structures (lentille, réflecteur, distributeur...) fournissant une onde plane sur l’ouverture de densité moyenne P /S (S étant la surface de l’antenne).
3 Zone très proche. Son épaisseur est de quelques longueurs d’onde.
Dans cette région, P se propage dans l’espace sous forme d’onde plane.
La densité de puissance est constante dans un petit cylindre normal à...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JASIK (H.) - Antenna engineering handbook. - McGraw Hill Book Company. 1961.
-
(2) - THOUREL (L.) - Les antennes. - Dunod. Réédité.
-
(3) - SCHELKUNOFF (S.A.), FRIISS (H.T.) - Antennas theory and practice. - J. Wiley and sons, inc. 1952.
-
(4) - ROUBINE (E.), BOLOMEY (J.C.), DRABOWITCH (S.), ANCONNA (C.) - Antennes (2 tomes). - Masson. 1977.
-
(5) - SILVER (S.) - Microwave theory and design. - McGraw Hill Book Company. 1949.
-
(6) - CLARKE (R.H.), BROWN (J.) - Diffraction theory and antennas - . Ellis Horwood Ltd. 1980.
-
(7) - COLLIN (R.E.), ZUCKER (F.J.) - Antenna...
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