Les antennes en compatibilité électromagnétique

L’analyse des sources d’incertitudes, ou plus simplement, la compréhension de phénomènes physiques rencontrés lors des mesures pratiquées en compatibilité électromagnétique (CEM) , exige bien souvent la consultation de traités d’électromagnétisme. Cet article entre dans cette préoccupation en s’efforçant de réaliser une synthèse des connaissances empruntées à l’étude des antennes. Il faut savoir que les antennes interviennent en métrologie CEM en diverses occasions, notamment pour l’émission de champs forts lors des essais d’immunité, ou bien pour la mesure de champs faibles émanant d’un appareil électronique en fonctionnement. Nous devons préciser que la gamme de fréquences envisagée s’étend de 30 MHz à 1 GHz, qu’un champ électrique fort peut atteindre une amplitude de 1 V/m à 10 V/m ou plus, et qu’un champ faible se situe au voisinage de 100 µV/m.

L'article est divisé en trois parties bien distinctes, mais reliées par des propriétés physiques communes. Il aborde en tout premier lieu le concept de dipôle élémentaire . Le terme dipôle utilisé ici diffère toutefois de son équivalent de l’électrocinétique, car nous sommes confrontés au rayonnement d’un élément conducteur de dimension Δl et parcouru par un courant uniforme animé de variations d’amplitude sinusoïdales.

Cette première partie est principalement dédiée aux calculs des champs proches et des champs lointains agissant à une distance r du dipôle. L’investigation est ensuite étendue aux calculs d’autres paramètres pertinents parmi lesquels, figurent la puissance active transmise dans l’espace et l’entrée du concept de résistance de rayonnement .

La seconde partie entièrement consacrée aux antennes émettrices est plus particulièrement axée sur le dipôle symétrique composé de deux conducteurs de dimensions L ₀ accordés en quart d’onde . Nous verrons que ce fonctionnement, très utilisé en métrologie, procure à l’antenne symétrique des propriétés proches d’une ligne de transmission. L’assimilation aux lignes facilite grandement le calcul de la variation du courant sur les conducteurs, ainsi que la détermination du champ lointain. Il est également montré que le dipôle résonnant en quart d’onde possède pour autre caractéristique remarquable,...