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Remarque disambigua.svg homonymie - Si vous êtes à la recherche d'autres utilisations, voir Antenne (désambiguïsation).
antenne
antenne à ondes courtes Moosbrunn en Autriche
antenne
échantillon antenne Yagi

en télécommunications, un 'antenne Il est un fait dispositif électrique pour transmettre ou recevoir ondes électromagnétiquesLes antennes pour fournir un récepteur signal électrique proportionnel à la champ électromagnétique dans lequel ils sont plongés, ou rayonnent vice versa, sous la forme d'un champ électromagnétique, la signal électrique qui leur sont fournies par un émetteur.

Ils sont donc ces dispositifs ou sous-systèmes qui rendent possible la télécommunications, dire non filaires communications à distance (sans fil) Grâce à des systèmes de télécommunications.

Leur utilisation est si répandue dans liaisons radio, dans les communications radio dédiées (par ex. la navigation aérienne et naval, talkie-walkie etc.), les réseaux sans fil de terminaux d'utilisateurs et les stations de base (WLAN, réseaux cellulaires etc.), dans les infrastructures diffusion et diffusion à la fois terrestre satellite, dans toutes les applications la télédétection à capteurs Actif et applications radar.

antenne
Un diagramme animé d'une antenne dipôle qui reçoit des ondes radio
antenne
diagramme animé d'antenne dipôle qui rayonne des ondes radio

Origine du terme « antenne »

Certaines des premières antennes rudimentaires ont été construites en 1888 par Heinrich Hertz (1857-1894) dans ses expériences qui démontrent l'existence d'ondes électromagnétiques, prédite par la théorie de la James Clerk Maxwell. Le mot « antenne » que nous utilisons aujourd'hui si souvent, cependant, provient des premières expériences Guglielmo Marconi. Il découle en fait du même mot marinaresca indiquant le long poteau, transversale par rapport à 'arbre, qui prend en charge la partie supérieure plate-forme carrée ou latine. L'extension de la signification originale est due à la même Marconi (dont le père lui voulait une carrière dans la Marine) quand il a observé que, suspendu l'une des deux bornes d'oscillateur (au moment où un cube ou une boule de fer en boîte) sur un pôle élevé (en fait une « antenne »), les signaux transmis (et reçus) peuvent couvrir des distances beaucoup plus grandes. Ainsi, elle a commencé, par opposition à la « borne de masse » indiquant le haut comme une « antenne (terminal). »

description

principes physiques

L'antenne est un composant électrique qui permet de Biot-Savart, (Nommé d'après les physiciens français Jean-Baptiste Biot et Félix Savart) Irradiation ou de réception l'énergie électromagnétique. Le concept peut être exprimée en termes simples: un courant électrique variable dans le temps t qui traverse un conducteur rayonne à partir du même champ électrique, qui à son tour produit un champ magnétique en fonction de ladite loi; si, au lieu d'un conducteur est immergé dans un champ électromagnétique, pour la réciprocité, en elle induit un courant électrique variable dans le temps selon la même loi. La description physique et mathématique rayonnement électromagnétique des antennes fait usage de ses concepts et outils de 'électromagnétisme avancé.

Un principe fondamental de l'électromagnétisme, dit "réciprocité», Il garantit également que toute antenne peut fonctionner indifféremment, en principe, à la fois comme antenne d'émission et une antenne de réception (si elle est connectée respectivement à un émetteur et un récepteur).

En règle générale, la taille et la forme varient en fonction fréquence pour lesquels ils ont été conçus. Bien que tout en théorie conducteur peut agir comme une antenne, une performance optimisée et des caractéristiques particulières de directivité (le cas échéant) peuvent être obtenus uniquement avec des formes géométriques et dimensionnelles précises d'un ou plusieurs conducteurs. Cela rend compte de la grande variété d'antennes que la technologie nous permet de réaliser comment un 'antenne omnidirectionnelle pour onde moyenne Il sera bien entendu être tout à fait différent d'une antenne directionnelle pour micro-onde.

L'analyse de champ émis

Pour chaque type d'antenne, il est le champ électromagnétique émis par les courants qui génèrent permettent d'analyser. En général, peut être divisé en ce domaine champ induction et champ de rayonnement: Le premier est celui qui est enregistré dans la zone la plus proche de l'antenne, qui fonctionne comme une interface avec le circuit d'alimentation électrique et qui est caractérisé par l'absence de propagation réel de puissance, mais le stockage seulement de la puissance réactive et la présence de ondes évanescentes qui atténuent rapidement dans l'espace; dans le second, il a le transport proprement dit de puissance réelle qui est, le champ se propage indéfiniment sous la forme d'ondes sphériques atténuer comme 1 / r en fonction de la condition de rayonnement à l'infini et à caractériser l'interface avec l'antenne de réception.

Pour les antennes avec des sources électriques réparties sur de grandes surfaces, le champ de rayonnement peut à son tour être divisé en champ proche (champ proche) Et champ lointain (champ lointain). A partir de l'oeil à un champ rayonné à distance, il construit la diagramme de rayonnement antenne, qui peut, en principe, être divisé en lobe principal et des lobes secondaires de coupes horizontales et verticales du rayonnement solide qui représente donc la distribution spatiale du champ rayonné par l'antenne de ces plans. En général, dans ce contexte, il utilise des représentations mathématiques et graphiques qui utilisent Les coordonnées polaires sphériques.

champ de paramètres de distance

puissance rayonnée

Comme toute antenne, vous pouvez calculer la puissance apparente rayonnée en intégrant la vecteur de Poynting (Densité de puissance électrique) sur une surface fermée qui contient l'antenne.

Gain et directivité

antenne
échantillon diagramme polaire d'un rayonnement d'antenne

la gain Il est fonction de la fréquence de travail et de la géométrie de l'antenne. Le gain d'une antenne est mesurée par comparaison entre l'antenne considérée (idéalement) et une antenne isotrope (soit parfaitement omnidirectionnel).

Dans la pratique, comme un dipôle d'antenne de référence est souvent utilisé, car une antenne vraiment isotrope est idéalisation physiquement impossible, alors qu'il montre que le dipôle a un gain de 2,15 dB par rapport à une source isotrope idéale.

La plupart des antennes rayonnent réels plus d'une antenne isotrope dans certaines directions que dans d'autres, ce qui permet une plus grande intensité de l'irradiation (ou un signal plus intense ramassé) dans certaines directions particulières de ponts radio directionnelles exploitables dans des applications, des applications radar ou la réception d'une portion d'émission omnidirectionnelle.

Le gain est alors donnée par la capacité de l'antenne à concentrer le champ électromagnétique dans une certaine direction, et est généralement mesurée dans la direction dans laquelle l'antenne a le maximum d'émission ou de réception, en un nombre sans dimension (gain maximum), sinon il est fonction des coordonnées polaires sphériques. Plus précisément, le gain est défini en fonction de la direction d'observation, tandis que le gain terme est généralement défini comme le gain maximum ou la valeur maximale d'une telle fonction dans la direction du maximum. Le produit du gain pour la puissance transmise est un paramètre connu sous le nom PIRE.

la directivité d'une antenne dans une certaine direction à la place, il est défini comme le rapport entre l'intensité du rayonnement rayonnée dans cette direction et la puissance totale rayonnée de toutes les directions. La différence avec gain est que celui-ci présente dans le dénominateur de l'entrée de puissance totale à l'antenne, qui est seulement en partie irradiée et en partie dissipée par le conducteur d'antenne lui-même. En ce qui concerne le gain aussi la directivité est définie en fonction de la direction d'observation et avec la directivité seulement à long terme est généralement défini comme la valeur maximale de cette fonction en correspondance avec la direction du maximum.

En particulier, la diagramme de rayonnement Il est la représentation en trois dimensions du gain, mais le plus souvent il est préférable d'envisager plus facilement les diagrammes des sections ou des coupes (coupe) Horizontale et verticale. Habituellement antennes à gain élevé ont également des lobes secondaires: ils représentent les pics mineurs de gain par rapport au gain du lobe ou faisceau « principal ». Ces lobes secondaires limitent la qualité de l'antenne de génération éventuelle interférence sur d'autres systèmes de radio ou de perte de directivité dans les systèmes dans lesquels il doit être de maximiser la puissance utile du signal émis ou reçu dans une certaine direction, par exemple dans les systèmes radar et la liaison radio des liaisons radio. La figure montre un diagramme de rayonnement en deux dimensions (qui peut représenter une section verticale ou une section horizontale du spectre d'émission). En rouge montre le lobe principal (lobe principal), Bleu dans le sens opposé (lobe latéral opposé) En gris, tandis que les lobes latéraux (lobe latéral).

L 'ouverture du faisceau d'antenne (beamwidth) Au lieu de cela, il est défini comme étant l'angle sous-tendu à la direction de gain maximal à -3dB, -à-dire l'angle à l'intérieur duquel le gain est maintenu à moins de 3 dB de la valeur maximale qui est la moitié de la puissance maximale. Le gain (amplification), l'ouverture et le diagramme de rayonnement d'une antenne sont étroitement liés.

Lorsqu'une antenne a un gain de directivité / constant dans chaque direction de l'espace, il est dit qu'il est un 'antenne omnidirectionnelle, ce qui représente, en fait, en réalité, une affaire purement idéale. Comme mentionné ci-dessus, si deux antennes rayonnent / communiquent entre eux, qui est la règle de l'intersection des faisceaux d'antenne: la réception, l'antenne de réception peut capter la puissance électromagnétique qui est dérivé de l'intersection du lobe principal du faisceau dell ' l'antenne d'émission et celle du faisceau d'antenne de réception.

antenne
Exemple antenne de télévision

circuit équivalent

Résistance aux radiations

L'antenne peut être vu et analysé comme un circuit électrique équivalents aux paramètres qui caractérisent un tel générateur électrique comme source d'énergie pour le rayonnement électromagnétique et d'autres composants de circuit électrique. La résistance de rayonnement, , est un paramètre équivalent tel que, en appliquant aux bornes d'antenne d'une tension efficace sinusoïdale (Qui, pour une tension sinusoïdal valeur ), La puissance rayonnée est la suivante:
.

Résistance de perte

Exactement comme cela a été fait précédemment, il est une résistance de perte peut être définie de telle sorte que:
.
Vous pouvez calculer la puissance dissipée de manière équivalente par l'antenne, , comme la différence entre la consommation de puissance réelle aux bornes et la puissance rayonnée . Nous avons obtenu de cette manière une antenne circuit équivalent constitué par la série de deux résistances; la puissance dissipée sur ces résistances est transformé en ce que des phénomènes d'irradiation et de dissipation. Si l'antenne est pas résonnant dans le circuit équivalent sera ajouté un réactance la valeur appropriée.

Impédance caractéristique

L 'impédance caractéristique une antenne (ou l'impédance d'entrée de l'antenne) est l 'impédance cette antenne présente à ses bornes vue comme un circuit électrique équivalent. La partie réelle de cette impédance qui est la partie réelle résistif Il est égal à la somme des Résistance aux radiations et résistance de dissipation, tandis que le réactif Il est égal à réactance l'antenne elle-même. Chaque type d'antenne a son impédance caractéristique qui est nécessaire de connaître pour pouvoir adapter un ligne de transmission ou guide d'ondes en métal, qui consiste à faire en sorte que l'onde qui se propage vers l'avant est complètement transmise et non réfléchie en retour vers l'émetteur avec une perte d'efficacité et d'endommager les composants électroniques de émetteur-récepteur. la coefficient de réflexion Il nous donne une mesure de la quantité de cette vague de retour vers le générateur. Pour les lignes de transmission en général, cette quantité est définie comme suit (en supposant que la direction de propagation des ondes est la coordonnée le long de ):

et représentent respectivement l'onde de tension progressive et régressive. Si l'on note l'impédance d'entrée à l'antenne et avec l'impédance caractéristique de la ligne peut être définie comme le coefficient de réflexion en

Dans le cas où l'antenne est adaptée à la ligne, Il prend une valeur nulle (cas de la théorie). Dans tous les autres cas, il est dit que l'antenne une non-correspondance. En particulier importantes sont les deux valeurs limites du coefficient de réflexion:

  • Il indique un circuit ouvert ( tendant vers l'infini)
  • indique un court-circuit ()

De la même manière, il est possible de définir la soi-disant du rapport fixe d'onde (ERO), ou, en anglais, Taux d'ondes stationnaires (ROS) qui est un nombre sans dimension, et plus directement mesurable par rapport au coefficient de réflexion et relié à elle par la formule:

Si nous supposons quant à la propagation des ondes en ligne avec et représentent agiter tension pour faire varier la coordonnée spatiale, on peut définir comme la ROS

expliquant comme la somme des phénomènes de propagation progressives et régressives, à savoir on peut réécrire le rapport ci-dessus comme suit:

Pour ce paramètre est défini comme on peut conclure que:

Ce rapport est de pas plus de la relation entre l'impédance de l'antenne et du câble, en mettant toujours le numérateur, l'impédance plus élevée. En pratique:

Z_C \\ \ Frac {} {} Z_C Z_A \ Mbox {if} Z_A < Z_C\\ \end{cases} " />

Par exemple, un dipôle ouvert avec une impédance de 72 ohms sur un câble de 50 ohms a un VSWR de 72/50 = 1,44. Le même ROS est obtenue en connectant à la même antenne de câble qui a une impédance caractéristique de 34,7 ohms. L'ERO est mesurée à l'aide mètre SWR et ne doit jamais dépasser la valeur de 3 à ne pas générer des tensions nuisibles sur l'émetteur pour les composants. Certaines caractéristiques d'impédance:

  • dipolaire ouvert: 72 Ohm;
  • dipolaire fermé: 300 ohms;
  • plan de masse (120 degrés): 50 ohms;
  • V inversé (60 degrés): 50 ohms;
  • Marconi 1/2 onde (prise calculé) avec descente à 7/1 du centre: 600 Ohm.

L'impédance caractéristique de l'antenne peut être facilement adaptée pour le câble à travers l'utilisation de transformateurs d'impédance appropriées (voir aussi balun et tuners) Qui peut être formé par des sections de ligne de résonance avec la fréquence caractéristique antenne ou le déplacement de la fixation de la ligne d'origine du centre de l'antenne elle-même. Dans la partie inférieure, également antenne résonnante est rien de plus un transformateur d'impédance qui adapte à un émetteur ou à une impédance de sortie du récepteur (le plus souvent 50 ohms) avec celle de l'espace (377 ohms typique).

Réponse en fréquence

Les vues aériennes comme système physique a également son réponse en fréquence à partir de laquelle on déduit la Bande passante dans lequel elle opère ainsi que la distribution fréquence le gain. Les fréquences où il y a le pic de réponse représentent les fréquences optimales d'irradiation / réception à laquelle l'antenne fonctionne plus efficacement.

polarisation

Le champ émis par chaque antenne de l'émetteur est typiquement polarisée d'une certaine manière et la puissance reçue par l'antenne placée à la réception est plus grand, plus la polarisation de celle-ci est adaptée à celle de l'antenne d'émission (adaptation de la polarisation).

efficacité

Comme dit ci-dessus, vous pouvez définir le 'Antenne efficacité comme le rapport sans dimension de la puissance rayonnée et accepté entrée d'alimentation du câble d'alimentation de l'antenne elle-même. Comme la puissance fournie par le point d'antenne qui est, dans des conditions d'adaptation d'impédance entre l'antenne et le cordon d'alimentation, la somme de la puissance effectivement rayonnée en espace libre, la puissance dissipée dans un matériau conducteur de la chaleur provenant de l'antenne et de la puissance matériau réactif stocké sur la même antenne, ce rapport est toujours inférieur ou égal à une définition (cas idéal). Pour cela, il est également ajouté de l'efficacité de l'adaptation de la polarisation entre l'antenne d'émission et de réception.

jointoiement

Toutes les antennes omnidirectionnelles non ou avec une certaine directivité ou le gain du diagramme de rayonnement dans une certaine direction doivent être soigneusement « paris » dans la direction désirée de la transmission / réception par des procédures appropriées poursuite; le pointage plus efficace est plus la performance du système de communication radio en termes de puissance Électromagnétique émis / reçus, et puis aussi sur la qualité du signal en termes de rapport signal / bruit; typiquement le pointage est d'autant plus critique et sensible aux défauts d'alignement, plus le système radio en question est direction et vice-versa. En vertu de cela, vous pouvez également définir un paramètre de efficacité de pointage Emetteur / récepteur d'antenne. Le pointage est nécessaire, par exemple dans des liaisons radio entre des points fixes, par lequel les antennes de réception de télévision par rapport à l'antenne omnidirectionnelle et les antennes de radiodiffusion de télécommunications par satellite en pointant vers le satellite émetteur / récepteur. I pour les systèmes visant peut être manuelle grâce à un soutien personnel qualifié ou automatisé dans le cas des télécommunications par satellite.

Types d'antenne

antenne
Antenne équipée d'une antenne parabolique et utilisé dans le domaine radar.

Il y a un énorme type d'antennes chacun conçus de manière appropriée et construit à partir de l'utilisation prévue respective. Du point de vue de l'application, on peut distinguer des antennes pour la réception de télévision, antennes de réception et de transmission par satellite et dans l'ensemble télécommunications par satellite, antennes liaisons radio, antennes stations de base en réseaux cellulaires, des antennes pour des applications spatiales, d'antennes pour des applications courantes (téléphones mobiles, sans fil, modem/AP Wi-Fi, équipement radio etc.), des antennes radar.

En raison de la faible résistance reçue en raison de la 'atténuation La moitié de toutes les antennes de réception radio ont un amplificateur (Source) dans la chaîne de récepteurs capables d'amplifier le signal reçu de façon appropriée. Suite à la subdivision en fonction des caractéristiques techniques.

Les antennes linéaires

électrique dipolaire

antenne
type particulier d'antenne ( « tourniquet ») basée sur l'utilisation de deux dipôles croisés (en haut) et deux éléments de réflecteur (passive) à la base. Conçu pour les communications par satellite, normalement les deux dipôles sont alimentés avec décalage de phase approprié afin de transmettre ou de recevoir une polarisation circulaire avec la polarisation étant aléatoire, le cas linéaire, les satellites non-géostationnaires en raison de leur mouvement par rapport à la Terre.

Le plus simple type d'antenne est dit dipôle: Il est une paire de fils droits, et sa forme la plus simple facilite également le traitement mathématique. De plus, parce que simple à apprendre et facile à construire, il est souvent utilisé comme référence pour tous les autres types d'antennes. Il appartient à la catégorie des antennes filaires. En particulier, il est constitué de deux tronçons de câble électrique, dont la longueur est de ¼ de longueur d'onde chacun. La longueur totale du dipôle est donc d'une longueur d'onde de ½. Dans le cas de 10 m la longueur théorique du dipôle est de 5 m. Compte tenu des longueurs de ces types d'antennes, les dipôles sont normalement disposées horizontalement sur le sol ou pour former un V inversé avec un angle d'environ 60 °, dans ce dernier cas, le dipôle a une impédance d'environ 50 ohms (approprié pour un câble typique coaxial) et une plus grande par rapport au dipôle omnidirectionnelle couché horizontalement, qui rayonne principalement dans deux directions.

antennes dipôles ont un diagramme de rayonnement quasi parfaitement dans la forme d'un « 8 » dans le sens où rayonnent essentiellement vers le fil perpendiculaire à la fois vers l'avant et vers l'arrière et sont utilisés dans la transmission en émissions (diffusion) (Par ex. radio et TV). Ils sont disposés de préférence sur des pylônes de hauteur ou au-dessus des collines ou des montagnes, afin d'obtenir une couverture spatiale plus grande, sans interférence due à la présence d'obstructions physiques. Lorsque au contraire un inversé dipôle monté configuration V, comme mentionné ci-dessus, le diagramme de rayonnement est modifié par le fait que les deux bras ne sont plus horizontal, transmettent également en partie dans la direction du fil, puis, en maintenant toujours l'augmentation de l'émission vers l'avant et à l'arrière, une certaine irradiation a aussi vers les autres points. Par conséquent atteindre un omnidirectionnel discret, sans jamais arriver à égaler dans ce sens, les antennes verticales qui rayonnent de manière uniforme à 360 degrés.

Marconi antenne

L'antenne verticale est composé d'un seul élément, vertical, dont la longueur est égale à ¼ de la longueur d'ondes le signal à transmettre. L'antenne dipôle verticale à la différence du besoin d'un au rez de chaussée, soit un réflecteur « à plat », de façon à prouver à l'émetteur ou au récepteur comme un double élément. Ses gammes impédance caractéristique de 37 ohms pour les plans de masse à 90 degrés par rapport à l'élément radiant à 72 ohms si l'angle est de 180 degrés et a un gain fixe de 3,3 (5,19 dB). Normalement, ils biaiser les planchers de sol d'environ 120 degrés par rapport à l'élément rayonnant pour avoir une impédance caractéristique de 50 ohms, adapté pour connecter l'antenne aux câbles coaxiaux normalement en cours d'utilisation. Un exemple typique sont les antennes montées sur les voitures.

Boucle électrique (de dipôle magnétique)

antenne
Un exemple d'une antenne cornet.

Les antennes dites « boucle magnétique » sont constitués par un cercle avec une ouverture (habituellement dans la partie supérieure), dans lequel un condensateur variable est insérée qui fournit à accorder l'antenne à la fréquence d'utilisation. Pour plus de commodité de compréhension, nous pourrions comparer la boucle magnétique à un dipôle replié dans un cercle où les deux extrémités à l'air libre plutôt que de se terminant à la fin du condensateur variable. Ces antennes sont caractérisées par un faible bruit et une forte directivité qui est exprimé dans la direction du cercle et non perpendiculaire, comme cela est le cas en dipôle.

En pratique, il est une inductance de circuit oscillant (cercle) et capacité (condensateur) particulièrement soigné présentant le plus haut facteur possible de mérite. Cela provoque la performance de cette antenne est à côté de celle du dipôle, mais en maintenant des dimensions extrêmement réduites. Considérez un dipôle qui résonne sur 80 mètres de longueur d'onde qui est d'environ 40 mètres de long (demi-onde) Bien a approximativement le même gain d'une boucle magnétique de seulement 3 ou 4 mètres de diamètre.

En particulier à noter est que les bornes du condensateur variable, en raison du facteur de mérite, sont générés des tensions très élevées de l'ordre de milliers de volts. Pour cette raison, en général, ils sont utilisés sous des condensateurs à vide qui mieux résister aux tensions élevées sans générer des décharges électriques entre les lames en raison précisément de l'ionisation de l'air interposé entre le même. Être sous vide ne se fait pas ces étincelles dangereuses entre les plaques de condensateur. De toute évidence, ce condensateur doit être motorisé avec des mécanismes de mouvement réduites et contrôlables à distance afin de temps en temps pour faire résonner l'antenne à la fréquence d'utilisation.

ouverture antennes

antenne
réflecteur parabolique: l'antenne vraie et propre (illuminateur) est présent à l'intérieur de la cheminée dans le dispositif.

Il est d'antennes dans lequel l'irradiation du champ électromagnétique est effectuée par une ouverture ménagée dans une structure fermée. Ils sont des antennes à l'ouverture antennes cornets, mais aussi simple guide d'ondes peut être considéré en tant que tel métallique tronqué (Cantenna), Et les antennes à fente (slot). Observer la performance effective de l'ouverture de l'antenne, vous voyez comment elle est étroitement liée à sa zone géométrique, alors que le gain de ces antennes croît avec le carré de la fréquence, contrairement à ce qui se passe pour les antennes filiformes, qui rend ce type d'antennes adaptées pour obtenir une directivité élevée. Ce sont aussi les antennes à ouverture antennes paraboliques où le dispositif d'éclairage est souvent corne antenne et le même réflecteur de la parabole peut voir, d'après le principe d'équivalence, par exemple une ouverture sur laquelle le flux de courant (électrique et magnétique) de rayonnement du champ électromagnétique.

Antennes Helical

antenne
antenne hélicoïdale pour les communications WLANA 2,4 GHz

Antenne hélicoïdale, réalisé pour la première fois par le physicien américain Kraus en 1946, elle présente une structure géométrique faite par un fil enroulé de conducteur sur une surface cylindrique d'un matériau isolant ou tout simplement enroulé dans l'air. L'antenne en hélice une rangée se caractérise en fonction de ses paramètres géométriques qui déterminent également son fonctionnement. La connaissance des paramètres géométriques est donc essentiel pour le projet et la réalisation de l'antenne souhaitée.

En substance, les hélices diffèrent monofilaments la voie de rayonnement, où le mode de rayonnement, on entend la forme du motif par rapport au champ lointain rayonné. Les principaux modes de fonctionnement qui sont normaux et un axiale. Le mode normal est caractérisé par le rayonnement maximal dans la direction normale à l'axe de l'hélice, tandis que le long de l'axe axial. Les opérations NMHA (antenne en hélice en mode normal) Et AMHA (antenne en hélice en mode axial) Ils sont étroitement liés à la structure géométrique de l'hélice et de la longueur totale du conducteur enroulé. L'hélice est en fait capable de rayonner de façon normale quand il est respecté la condition D<<λ, che di solito implica anche L<<λ, ovvero quando la lunghezza di una spira è corta rispetto alla lunghezza d'onda.

Le fonctionnement en mode normal permet à un diagramme de rayonnement sensiblement isotrope, dans la direction axiale à la place, il a une haute directivité de l'antenne dans la direction axiale avec des valeurs élevées de gain. Un avantage important des antennes hélicoïdales est dû au fait qu'il est possible avec elle pour atteindre des conditions de résonance, utiles pour un bon ajustement, avec une très petite taille de l'antenne de λ / 2, ce qui constitue la dimension minimale pour une antenne de filiformes résonance. En fait, l'énergie du type capacitif qui caractérise les antennes court filiforme peut être compensée par l'énergie du type inductif liée à la présence des bobines. Cet avantage est atténué par la largeur de bande limitée de fréquences à laquelle la résonance se produit.

réseaux d'antennes

antenne
Exemple d'antenne directive Yagi-Uda

Un réseau d'antennes (aussi appels d'antenne réseau) est, par définition, une antenne ensemble ou l'alignement pas nécessairement tous identiques, disposés de façon linéaire (en une seule ligne) ou plane (sur un plan), équi-orienté, alimenté en général avec amplitude distincte et une phase pour chaque élément de réseau. Un réseau peut être de type « passif », soit avec un seul radiateur et d'autres éléments passifs qui exécutent des fonctions d'administration et / ou des réflecteurs ou du type « actif », dans lequel chaque élément rayonnant est. L'avantage d'utiliser une configuration en rangées réside dans la possibilité d'obtenir un diagramme de rayonnement quasi configurable comme souhaité, en faisant varier les amplitudes et les phases des antennes des composants individuels.

Les antennes de ce type sont utilisés par exemple pour la réception TV de la maison (antenne Yagi) Précisément parce qu'il est possible d'obtenir une directivité élevée et les orienter dans la direction optimale souhaitée, de sorte que l'émetteur de dipôle de l'antenne de radiodiffusion. Il est également possible de concevoir des réseaux pour obtenir des lobes principaux et des lobes nulles dans les positions souhaitées. Il existe également des réseaux programmables, à savoir, capables de changer leur diagramme de rayonnement (en particulier, le pointage du faisceau principal) en modifiant la puissance des éléments qui le composent, en particulier la phase (réseau phasé) Et utilisé par exemple dans "radar suivi par « l'exploitation d'un balayage électronique de l'espace environnant, ou même dans certaines applications de l'espace où se déplacent physiquement une antenne ou un réseau d'antennes est souvent impossible même si une action mécanique automatisé.

antennes à large bande

antenne
antennes stations de base pour téléphone cellulaire

Ils sont des antennes à des antennes « large bande » qui peut émettre et recevoir sur une bande de fréquence plus élevée que les antennes dites « canalisé ». Bien qu'une antenne peut recevoir et émettre l'ensemble spectre électromagnétique elle le fait de manière plus efficace dans l'adaptation de l'adaptation d'impédance entre guide d'ondes puissance métallique et la même antenne de manière à annuler toutes les réflexions possibles, un effet qui diminue progressivement en se éloignant de l'état ou de la fréquence de résonance: pour une fréquence d'émission donnée à recevoir le radiateur primaire adapté au guide d'ondes d'alimentation est un dipôle lambda / 2.

la réponse en fréquence Radiateur adapté à l'unité présente un maximum en correspondance avec la fréquence centrale de résonance et diminue plus ou moins rapidement en progressant vers les bords; la composition de l'antenne avec N éléments de longueur différente peut être obtenue alors antenne réseau logperiodica; si elle ajoutera les réponses de fréquences individuelles des différents radiateurs élémentaires, centrées chacune à une fréquence particulière, mais qui se chevauchent en partie les uns des autres dans les files d'attente, vous obtenez une réponse de fréquence globale antenne suffisamment plat qui est uniforme dans toute la vaste gamme de les fréquences désirées, ce qui est une condition très souhaitable pour prévenir / limiter également la distorsion du signal à large bande, sinon elle élevée avec l'utilisation d'un seul radiateur. Autre type d'antenne à large bande est une antenne biconique. Leur utilisation est largement répandue comme antennes de réception dans émissions de télévision étant les signaux à large bande respectives en tant qu'expression de sources d'information de type VBR.

antennes intégrées

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: Antenne microruban.

Un domaine de recherche actif au cours des 15 dernières années ce qui concerne la soi-disant les antennes intégrées à microruban où un dit élément rayonnant pièce est monté sur un substrat diélectrique délimitée en bas par un plan métallique dudit sol. Ces antennes, lesdites antennes patch, pour effet de rayonnement des bords du patch que, dans sa structure de support et la masse totale peuvent être considérés comme un condenseur étage rayonnant l'énergie électromagnétique pour effet de bord lorsqu'il est alimenté de façon appropriée par un guide d'ondes ou microruban. Ces antennes ont l'avantage incontestable d'être des antennes de très petite taille, donc pas encombrant et le poids et le coût minimum, donc utile pour une variété d'applications: de téléphone cellulaire (Les deux les stations de base radio et les terminaux mobiles) à des applications spatiales. Pour des raisons évidentes, la recherche de la miniaturisation et multifonctionnalité ainsi que la réduction des coûts des antennes est l'un des domaines les plus actifs dans la recherche sur les antennes.

Conception d'antenne

La conception de l'antenne se fait en général en spécifiant le type désiré de diagramme de rayonnement qui est la répartition spatiale de l'espace de rayonnement ou ramassé champ électrique et magnétique haut, puis inverser l'irradiation des relations de base et ainsi passer à la distribution des courants électriques et magnétiques nécessaires pour sa génération.

bibliographie

  • Constantin A.Balanis - « La théorie d'antenne, d'analyse et de conception »

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