Antennes et rayonnement

MC_EN2

F. Ndagijimana

Antennes

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Antennes et rayonnement
Les antennes permettent le transfert de l'onde entre la ligne de transmission et l'espace libre. En fonction des fréquences de travail est des caractéristiques de rayonnement recherchées, elles se présentent sous diverses formes. On distingue : les dipôles, les antennes filaires, les ouvertures rayonnantes, les antennes à réflecteurs, les antennes imprimées, les réseaux d'antennes ...

Cornet Antenne à dipôles orthogonaux Antenne YAGI

Antenne filaire en nappe

Réseau de dipôles

Parabole

Réseau d'antennes imprimées

Figure 1 : Présentations des différentes antennes Les antennes sont généralement caractérisées par : • le diagramme de rayonnement, • la directivité et le gain, • la polarisation du champ rayonné, • l'impédance d'entrée et résistance de rayonnement,

I-1 Caractéristiques générales des antennes
I.1.1 Antenne isotrope de référence. Le diagramme de rayonnement caractérise la façon dont le champ rayonné par l'antenne est réparti dans l'espace. On utilise pour cela le repère Oxyz, dans lequel on définit les angles θ et ϕ comme sur la figure suivante. z zM M (θ ,ϕ ) θ yM M y

xM x

ϕ

Figure 2: Coordonnées cartésiennes - angles θ et ϕ

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Une antenne isotrope (antenne de référence) est une source ponctuelle qui rayonne sa puissance d'alimentation Pa de façon identique dans toutes les directions de l'espace. Alors la puissance rayonné par unité de surface à une distance r de la source est : Pa p( R , θ , ϕ ) = [W/m2] 2 4 πr En pratique, on mesure soit le champ rayonné par unité de surface avec un wattmètre, soit le champ électrique (V/m) à l'aide d'une sonde de champ. Par ailleurs dans l'espace la densité de puissance par unité de surface est donnée par le vecteur r 1r r de Poynting : p = EΛH . Comme dans l'espace en champ lointain E et H sont 2 perpendiculaires et que E/H=Z0=120π, on a 1 E2 Pa 60Pa 2 p= = [V/m] 2 [W/m ] et E