Chapitre I Les antennes filaires Cours Antennes et

Chapitre I : Les antennes filaires ﺑﺎﻷﻐــﻮﺍﻁ ﺟﺎﻣﻌﺔ ﻋﻤﺎﺭ ﺛﻠﻴﺠﻲ Cours Antennes et Rayonnement ﻛﻠﻴﺔ ﺍﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎ ﻗﺴﻢ ﺃﻻ ﻛﺘﺮﻭ ﻧﻴﺎﺕ 3°LSTR 3°Licence Systèmes Télécommunication & Réseaux 2012_2011 ﻟﺴﻨﺔ Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires PLAN Cours Antennes et Rayonnement Introduction historique Méthodes d’analyse Paramètres fondamentaux Équation de Maxwell voir 1° Partie Propagation Rayonnement d’un dipôle Antennes filaires 3°LSTR Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires le petit dipôle ou (Small dipole) Cours Antennes et Rayonnement Dipôle électrique de très faible longueur ( le petit dipôle): La notion courant constant n’a pas de sens physique; c’est un concept mathématique permettant de discrétiser une antenne filaire de longueur quelcon que en doublets électriques de longueur très inférieure à la longueur d’onde. z’ Le potentiel vecteur élementaire est l/2 3°LSTR 0 Io -l/2 Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires PETIT DIPÔLE Cours Antennes et Rayonnement la longueur du dipôle est faible: On peut considérer que Dans ce cas, on prend l’approximation suivante pour la phase et le module 3°LSTR l’intégration est réduite à: Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires ANTENNES FILAIRES DE LONGUEUR QUELCONQUE Distribution de courant Cours Antennes et Rayonnement 3°LSTR Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires ANTENNES FILAIRES DE LONGUEUR FINIE Cours Antennes et Rayonnement Considérons le cas simple d'une antenne filaire rectiligne de longueur orienté le long de l'axe z et centré à l'origine O des coordonnées La méthode de calcul consiste à subdiviser le dipôle de longueur finie en un nombre de dipôles infinitésimal de longueur dz’. Si le nombre de subdivision est assez grand, cette longueur s'approche de 0. Soit un dipôle infinitésimal qui se situe sur l'axe des z à z'. le champ électrique et magnétique dans la zone lointaine, déjà calculés, sont: z (x, y, z) R l/2 dz'’ M ( r, θ, ф) z’ P r 3°LSTR O y x -l/2 Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires ANTENNES FILAIRES DE LONGUEUR FINIE Cours Antennes et Rayonnement La méthode de calcul consiste à subdiviser le dipôle de longueur finie en un nombre de dipôles infinitésimal de longueur dz’. Si le nombre de subdivision est assez grand, cette longueur s'approche de 0 L'approximation de la distribution du courant, permettant à la fois d'alléger le formalisme mathématique et d’obtenir des résultats satisfaisants. Dans le cas de ce type d'antenne, cette distribution s'écrit En utilisant les approximations du champ lointain: 3°LSTR Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires ANTENNES FILAIRES DE LONGUEUR FINIE On calcule le champ électrique en utilisant les approximation précédente : Cours Antennes et Rayonnement La sommation de la contribution des tous les éléments infinitésimaux donne: z Ce qui permet d'écrire en remplaçant le courant par son approximation: R M () (x, y, z) l/2 z’ dz'’ r P 3°LSTR O y x -l/2 Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires ANTENNES FILAIRES DE LONGUEUR FINIE Cours Antennes et Rayonnement La fonction caractéristique normalisée s’écrit alors: Diagramme de rayonnement d’une antenne filaire dans le plan vertical pour différentes valeurs de l. 3°LSTR Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires ANTENNES FILAIRES DE LONGUEUR FINIE Cours Antennes et Rayonnement Tant que , le diagramme ne comporte que les 2 lobes principaux dont le maximum est dans la direction horizontale et deux directions de rayonnement nul. Au-delà de cette valeur ( ), le diagramme présente des lobes secondaires. 3°LSTR Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires CAS D’UN DIPÔLE DEMI-ONDE Cours Antennes et Rayonnement Le dipôle le plus utilisé comme antenne filaire rectiligne est le dipôle demi-onde ( ), dont les caractéristiques: Rin de l’ordre de 73 permet une bonne adaptation à une excitation par ligne coaxiale d’impédance caractéristique de 75 . Le champ EM est donnée par: L’intensité de rayonnement 3°LSTR La puissance rayonnée: Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires LE DIPÔLE (DOUBLET) DEMI-ONDE Cours Antennes et Rayonnement L’antenne filaire verticale est couramment utilisée pour l’émission et la réception en ondes longues et moyennes. Elle est essentiellement composée d’un fil mince, siège d’une onde stationnaire, et n’est évidemment sensible qu’à un champ électrique de polarisation parallèle à ce fil. 3°LSTR Le dipôle demi-onde est utilisé seul à chaque fois que l’on désire réaliser une antenne simple et relativement peu directive. • En ondes longues et moyennes, il est disposé verticalement (antenne fouet verticale) pour produire une onde terrestre. • En ondes courtes, il peut être soit verticale, soit horizontale Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires Cours Antennes et Rayonnement Dipôle (doublet) vertical à une hauteur h du sol • Doublet vertical à une hauteur h du • système équivalent z sol z 1 Doublet réel 1 r h r y h O y O 3°LSTR x x -h Doublet image Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires Dipôle vertical à une hauteur h du sol Cours Antennes et Rayonnement Le champ total est la somme des deux champs • Direct Réfléchi Influence de la hauteur h sur le diagramme de rayonnement. 3°LSTR Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires Dipôle horizontal à une hauteur h du sol Cours Antennes et Rayonnement • Dipôle horizontal à une hauteur h du sol • système équivalent z z 1 1 h r doublet réel y h O r y O x x 3°LSTR (a) -h doublet image (b) Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires Dipôle horizontal à une hauteur h du sol Le champ total est la somme des deux champs Cours Antennes et Rayonnement Influence de la hauteur h sur le diagramme de rayonnement 3°LSTR Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires Cours Antennes et Rayonnement Influence de la conductivité du sol sur le rayonnement d'un doublet électrique disposé à une hauteur h= /4 du sol. • Dipôle vertical • Dipôle horizontal 3°LSTR Chapitre III : Théorie des Antennes

Chapitre I : Les antennes filaires Cours Antennes et Rayonnement Merci pour votre attention 3°LSTR Chapitre III : Théorie des Antennes