| Réf : E3282 v1

Émission et réception
Antennes - Différents types

Auteur(s) : Joseph ROGER

Date de publication : 10 mai 1999

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RÉSUMÉ

Il existe de nombreux critères qui peuvent guider le choix d’une technologie d’antenne. Ce choix, en premier lieu dicté par la forme du rayonnement souhaité, conditionne très rapidement le type d’antenne candidate à la fonction recherchée. D’autres critères comme la taille de l’antenne ou le mode d’alimentation viennent compléter les contraintes et focaliser le choix du concepteur sur la technologie pertinente. Cet article présente de façon progressive et croissante en termes de tailles d’antennes, un panorama des solutions technologiques disponibles.

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ABSTRACT

Antenna Technologies From Hertz dipole to large antennas

There are many criteria that direct the choice of one antenna technology rather than another. This choice, primarily dictated by the shape of the desired radiation pattern, very quickly determines the type of candidate antenna for the desired function. Other criteria such as the size of the antenna or the feeding mode complete the constraints and guide the designer's choice toward the most appropriate technology. This article gives an overview of the technological solutions available for progressively larger antenna sizes.

Auteur(s)

  • Joseph ROGER : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure des Télécommunications - Ancien Responsable du Service Antennes des Radars de surface à THOMSON-CSF

INTRODUCTION

Dans cet article consacré aux types d’antennes, on va considérer trois caractéristiques : la fonction première de l’antenne, la nature du diagramme et son mode de déplacement.

  • Fonction première de l’antenne. Certaines antennes émettent seulement la puissance fournie par un émetteur situé en amont et indépendant de l’antenne. D’autres n’assurent qu’une fonction de captation de puissance radioélectrique au bénéfice d’un système d’amplification et de traitement situé en aval de l’antenne. D’autres assurent simultanément ou successivement les deux fonctions. D’autres, les antennes à modules actifs, intègrent dans l’antenne des fonctions d’amplification du signal reçu ou du signal à émettre. D’autres, les antennes à formation de faisceau par le calcul (FFC), numérisent le signal reçu aux différents points de l’ouverture et à l’aide de processeurs et d’algorithmes forment les faisceaux, en temps réel, les mieux adaptés à la mission.

  • Nature du diagramme. À côté des diagrammes classiques, comme le faisceau étroit et de révolution (pencil beam) fourni par une parabole ronde ou comme le diagramme omnidirectionnel en gisement fourni par un dipôle vertical, des diagrammes moins simples sont parfois nécessaires, par exemple :

    • les diagrammes « différence » ou « écart » lorsqu’il faut optimiser les capacités de mesure angulaire ;

    • le diagramme cosécanté lorsque le domaine utile est rectangulaire dans un plan vertical ;

    • le diagramme adaptatif qui crée des zéros de rayonnement dans les directions des brouilleurs extérieurs ;

    • etc.

  • Mode de déplacement du diagramme. Souvent l’antenne est fixe, mais, pour certaines applications, le faisceau doit être déplacé dans le domaine utile. À côté de la solution triviale qui consiste à déplacer l’antenne et donc le faisceau mécaniquement (support tournant, par exemple), il existe d’autres solutions, comme le balayage électronique ou le multifaisceau (on réalise plusieurs faisceaux simultanés dans le domaine à analyser). Dans certaines applications, ce sont des solutions mixtes qui conviennent (balayage électronique et rotation mécanique par exemple).

  • On va passer en revue brièvement les divers types en donnant pour chacun :

    • une définition et un schéma ;

    • des exemples d’application ;

    • les caractéristiques principales ;

    • les difficultés particulières liées à ce type.

    Nota :

    l’article « Antennes » fait l’objet de plusieurs fascicules :

    — E 3 280 Bases et principes ;

    — E 3 282 Différents types ;

    — E 3 284 Différentes techniques ;

    — E 3 286 Applications. Calculs. Mesures ;

    — E 3 288 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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KEYWORDS

electromagnetism   |   radar   |   telecommunications   |   linear antenna   |   radiating aperture antenna   |   Fourier transform

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-e3282


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3. Émission et réception

  • Définition

    L’antenne est utilisée pour émettre et recevoir.

  • Représentation

    Elle est donnée figure 3.

  • Exemples d’application

    Ces antennes sont utilisées notamment pour :

    • les radars : la plupart des radars utilisent la même antenne pour émettre des impulsions, puis recevoir les échos de l’environnement ;

    • les radiotéléphones (un émetteur central fixe et plusieurs petits émetteurs-récepteurs mobiles) ;

    • les « talkies-walkies » (deux, ou plus, petits émetteurs-récepteurs mobiles) ;

    • les liaisons lourdes par satellites (stations au sol fixes communiquant par relais satellisé) ;

    • les liaisons légères par satellites (un mobile au sol, communiquant avec une station fixe au sol, grâce à un relais satellisé) ;

    • les liaisons sol-sol ou air-sol par radiotéléphonie.

  • Caractéristiques principales

    Le diagramme de l’antenne est un compromis entre les qualités souhaitables à l’émission (gain) et celles souhaitables à la réception (température de bruit, niveaux des latéraux).

  • Difficultés

    La coexistence au même endroit de composants à puissance élevée (émission) et de composants très sensibles (réception) est toujours une difficulté à résoudre.

    Le découplage émetteur-récepteur peut atteindre des valeurs considérables (par exemple 150 dB !).

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