Les antennesLes antennes• Sommaire:

- 1 : Généralités (introduction, definitions, applications ) - 2 : Caractéristiques d’une antenne. - 3 : Les antennes filaires ( doublet demi onde, k/2,yagi,cadre)  - 4 : Groupement ou rideau d’antennes .  - 5 : Antennes paraboliques .  - 6 : Antennes nouvelles générations (« antennes intelligentes ») . 

1. Généralités1. Généralités1er Définition:

         Ce sont des dispositifs qui réalisent la transformation d’une onde électrique en une onde électromagnétique en vue de sa propagation dans l’espace .La transformation inverse est aussi réalisée par le même dispositif .C’est donc un dispositif  réciproque  fonctions essentielles : - - Rayonnement à l’émission avec illumination totale ou très localisé - Captation en réceptionsSelon le principe de réciprocité ces deux fonctions sont liées et c’est l’équipement auquel est connecté l’antenne qui fait la différence . Aapplications : radiodiffusion, télévision( hertzienne, satellite) ,télécoms professionnelle(FH, télécoms spatiale, mobiles), radars , astronomie , BLR , etc.ormes variées : filaires , paraboliques , Yagi , cornet , hélicoïdale , réseaux de dipôles , cadres , etc.….         F

4. Génération d’onde

5 . Zone de rayonnement5 . Zone de rayonnement

6ém: Le Dipôle élémentaire6ém: Le Dipôle élémentaire

Calcul du Champ E et de la Puissance Calcul du Champ E et de la Puissance

8.Puissance rayonnée du dipôle8.Puissance rayonnée du dipôle

9. Polarisation dune onde9. Polarisation dune onde

Choix de la polarisationChoix de la polarisation Une réception sera maximale si l’antenne est orientée dans la même direction que la composante électrique: ainsi une antenne verticale est utilisée pour la réception d’onde polarisée verticale ,et vice et versa

Dans certain cas l’orientation de E ne reste pas constante le champ tourne à mesure que l’onde se déplace dans l’espace, il existe dans ce cas une polarisation H et V et l’onde a une polarisation elliptique.

En moyenne et basse fréquence la transmission par onde de sol est grandement utilisée, et il faut se servir de la polarisation verticale , E étant perpendiculaire au sol l’onde radio peut parcourir des distances considérables avec un minimum d’atténuation, au contraire de la polarisation horizontale.

En hautes fréquences la transmission s’effectuant par ondes espace le choix des polarisations H ou V n’a pas d’importance l’onde réfléchie par l’ionosphère arrive en polarisation elliptique on peut donc utiliser des antennes H ou V .

Cependant en HF la polarisation H est préférée à cause des inférences générées par l’environnement ( véhicules, machines..) en polarisation verticale, de plus les bâtiments et câbles absorbent moins d’énergie en polarisation H (à proximité des antennes)

En VHF et UHF l’onde se déplaçant en ligne droite les polarisations initiales sont respectivement maintenues l’une ou l’autre polarisation est satisfaisante.

Pour des liaisons par réflexion et diffraction ( zone urbaine pour les mobiles) l’ alignement des antennes émission et réception n’est pas nécessaires

Pour les liaisons dégagées (zone rurales force armées) on respecte les alignements initiaux

Application de la polarisation verticale: une antenne demi onde verticale est omnidirectionnelle - transmission au dessus des mers , - transmission près des zones aéroportés - transmission près des émetteurs TV (ces derniers émettant en polarisation H)

Application de la polarisation horizontale: une antenne demi onde horizontale est bidirectionnelle et donc intéressante pour minimiser les interférences dans certaines directions, de plus le diagramme d’interférence est plus stable : - transmission près des zones forestières ( moins de pertes surtout au-delà de 100 Mhz), - transmission de modulation complexe( signaux TV ,impulsion) - réception pour une variation de la position des antennes.

12. Multiplexage des Polarisations12. Multiplexage des Polarisations

Chapitre 2:Caractéristiques Chapitre 2:Caractéristiques d’une Antenned’une Antenne

1er

2ém: Principe de réciprocité

3ém: Antenne isotrope

4ém: Directivité

5ém: Rendement d’un antenne

6ém: Diagramme de directivité

7ém: Diagramme de rayonnement de 3 type d’antennes

-rouge = antenne isotrope

-bleu = antenne doublet élémentaire

-Noir = antenne filaire demi longueur d’onde

8ém: Lobes principales, secondaires et angle d’ouverture

9ém:Puissance isotropique rayonnée équivalente (PIRE)

10ém:Surface effective d’une antenne

Chapitre 3: Les antennes Filaires

1-2:Impédance du dipôle

1er:Antenne à onde stationnaire: (Les dipôles)

1-3: Réactance d’une antenne dipôle

1-4: Dipôle résonnant

1-5: Dipôle demi onde

1-6: Dipôle replié

1-7: Dipôle raccourci

1-8: Antenne Yagi1-8: Antenne Yagi

Lorsque le dipôle est alimenté, il émet des ondes EM les dipôles passifs vont être excités par des courants et ils vont rayonner à leur tour . Le champ rayonné est la somme des champs émis par tos les éléments rayonnants .

Ce type d’antenne est très difficile à calculer dans la mesure ou tous les éléments interagissent les uns avec les autres .

Etant donné l’asymétrie de l’antenne , le diagramme de rayonnement dans le plan de l’antenne est relativement unidirectionnel. (voir fig ci-dessous)

2 Les Antenne à onde progressives2 Les Antenne à onde progressives

2-2 Les Antennes Rhombiques2-2 Les Antennes Rhombiques

3 Les Antennes mises à la terre3 Les Antennes mises à la terre

4: Les Antennes cadres

Quelques Antennes filairesQuelques Antennes filaires

Les rideaux d’AntennesLes rideaux d’Antennes

Principe de l’alignement d’antenne

•On aligne des antennes élémentaires sur l’axe x

• Des espaces réguliers et un déphasage constant sont appliqués

• Les éléments extrêmes sont moins alimentées que ceux du centre pour réduire les lobes secondaires.

Les Antennes paraboliquesLes Antennes paraboliques

Principe d’une antenne Principe d’une antenne paraboliqueparabolique

s :

-Directrice: droite AB

-Le foyer: est telle que la distance entre un point quelconque et la directrice est constant.

- Distance p : paramètre du foyer.

- Équation réduite de la parabole: y=x24p

- Illumination des paraboles :- par des sources cornet ,cylindriques ou des dipôles

Facteurs réduisant le gain:

-mauvaise illumination

-adaptation source et feeder

-Précision , état de la surface

-obstruction par la source

-Diffraction sur les bords

Différents types de parabole:

-L’offset:Utilisée pour éviter la masque du à la source, utilise une portion de la parabole pour dégager le foyer de l’axe.

- Casse grain :Plus complexe ,on l’utilise pour des grandes paraboles possède 2 réflecteurs dont le 2éme est convexe,a une meilleur illumination .