Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
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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There are many criteria which lead the choice of one antenna technology rather another. This choice, primarily dictated by the shape of the desired radiation pattern and very quickly determines the type of antenna candidate for the desired function. Other criteria such as the size of the antenna or the feeding mode complete the constraints and focus the designer's choice on the relevant technology. In this article, the reader will discover, in a progressive and increasing way in terms of antenna sizes, an overview of the technological solutions available.
Auteur(s)
-
Xavier BEGAUD : Professeur - Institut Mines-Télécom, Télécom ParisTech, Paris, France
INTRODUCTION
Le concepteur d’antennes est habituellement contraint par un cahier des charges comprenant de nombreuses spécifications : bande de fréquences de fonctionnement, performances radioélectriques (gain, diagrammes de rayonnement, polarisation) et encombrement. Viennent s’ajouter à ces critères des contraintes liées à l’environnement (vide spatial, environnement industriel de fonctionnement, intégration en boîtier au plus près de l’électronique de commande…).
Généralement, le plan de fréquence est figé car issu de longues négociations. Le choix de l’antenne est alors guidé par la largeur du faisceau nécessaire à l’application et le gain réalisé [E 3 280]. Notons cependant qu’une couverture omnidirectionnelle peut être obtenue en subdivisant l’espace en secteur comme dans le cas des stations de base de téléphonie mobile où chaque antenne couvre 90° ou 120° dans le plan considéré.
À ce stade de la conception, la technologie d’antenne peut donc être choisie en fonction de l’espace disponible exprimé en termes de longueurs d’ondes.
Nous allons donc suivre cette logique et faire croître les dimensions dans cet article, en passant en revue les principales caractéristiques de l’antenne élémentaire vers les grandes antennes.
Cependant, dans de nombreuses applications, l’antenne n’est que le « prolongement » du support de propagation (guide ou ligne de transmission) [E 1 170]. Cette dernière remarque doit être conservée à l’esprit du concepteur lors du choix de la technologie pertinente pour l’application à développer, si on souhaite minimiser les pertes liées aux transitions entre le support de propagation et l’antenne.
Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire des termes utilisés.
D'autres définitions sont présentées dans l'article [E 3 280].
MOTS-CLÉS
électromagnétisme radar télécommunications antenne filaire antenne à ouverture rayonnante transformée de Fourier
KEYWORDS
electromagnetism | radar | telecommunications | linear antenna | radiating aperture antenna | Fourier transform
VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 1999 par Joseph ROGER
DOI (Digital Object Identifier)
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4. Conclusion
Le contenu de cet article n’est pas exhaustif et il existe d’autres technologies d’antennes comme les antennes miniatures, les antennes large ou ultra-large bande, les antennes à métamatériaux qui feront l’objet d’articles spécifiques. Rédigé dans la continuité de [E 3 280], il propose une présentation progressive des technologies d’antennes en faisant croître la taille de l’antenne et, par voie de conséquence, son gain et sa directivité. Il permet de distinguer les petites antennes de gain avoisinant quelques décibels, les sources planaires de 5 à 10 dB, les cornets de 10 à 25 dB et les grandes antennes au-delà de 25 dB. Cette classification permet rapidement de choisir une famille de technologie d’antenne en fonction du cahier des charges imposé par l’application. Une fois cette famille choisie, le lecteur aura le choix entre plusieurs solutions dont on donne quelques spécificités et performances dans cet article.
Dans d’autres situations, c’est l’architecture du système (connectique coaxiale, guide, ligne microruban) qui guidera le concepteur vers la technologie idoine. Cet article présente ainsi pour chaque cas quelques solutions possibles.
Il existe une autre technologie d’antenne non abordée dans cet article, l’antenne réseau, une association de plusieurs antennes élémentaires présentées ici et qui permet d’accéder à la fois à de grands gains et à beaucoup d’autres fonctionnalités (balayage de faisceau, multi faisceau, reconfigurabilité…) et qui fait l’objet d’un article spécifique.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KILDAL (P.S.) - Foundations of antennas a unified approach. - Student Litteratur AB (2000).
-
(2) - BEGAUD (X.) - Analyse d’antennes et de réseaux d’antennes large bande et bipolarisation par une méthode d’éléments finis de surface. - Thèse de l’Université de Rennes 1 (1996).
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(3) - CHAPELLIER (C.), MEKKI KAIDI (M.), DESSAILLY (F.), BEGAUD (X.) - Antenne radio FM sérigraphiée, notamment pour véhicule automobile. - Brevet n° FR2901412 (2007).
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(4) - SHREIDER (L.), BEGAUD (X.), SOIRON (M.), PERPERE (B.) - Design of a broadband Archimedean spiral antenna above a thin modified Electromagnetic Band Gap substrate, 2006. - First European Conference on Antennas and Propagation, Nice, pp. 1-4 (2006).
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(5) - DERNERYD (A.G.) - Linearly polarized microstrip antennas. - IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-24, pp. 846-851 (1976).
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