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Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques d’Antennes 1
ANTENNES GRAND GAIN ANTENNES GRAND GAIN
Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques d’Antennes 2
PLAN DU COURSPLAN DU COURS
IntroductionHistorique, généralités
Caractéristiques des antennes Partie I : Antennes compactes
Partie II : Antennes larges bandes
Partie III : Antennes à polarisation circulaire
Partie IV : Antennes grand gain
Partie V : Formation de faisceau
Partie VI : Antennes intelligentes
Partie VII : MIMO
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POURQUOI DU GRAND GAIN ?POURQUOI DU GRAND GAIN ?
augmentation de la portée
ponts radio
ouverture faible
radio-télescopes
tracking
micro-ondes de puissance
transport d’énergie sans fils
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PRINCIPALES CATEGORIESPRINCIPALES CATEGORIES
Hélices
Antennes Yagi-Uda
Cornets
Antennes à réflecteurs
Antennes à lentilles
Antennes BIP
Réseaux d’antennes
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ANTENNES HELICESANTENNES HELICES
Pour un diamètre et un pas d’enroulement donné, c’est le nombre de tours qui permet d’augmenter la directivité
(pour le mode axial)
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ANTENNES YAGI-UDAANTENNES YAGI-UDA
C’est l’antenne TV classique
Structure relativement complexe et fragile
élément alimenté
élément non alimenté
Le principe part du calcul du couplage entre un dipôle alimenté et un dipôle passif
V1 = I1.Z11 + I2.Z12
0 = I2.Z22 + I1.Z12
d
le gain de l’ensemble va dépendre de d.cos
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ANTENNES YAGI-UDAANTENNES YAGI-UDA
De plus, si l’élément passif est plus ou moins grand que /2, son
comportement devient inductif ou capacitif
un élément plus grand devient un réflecteur,
un élément plus petit devient un directeur
L’utilisation combinée d’un réflecteur et d’un (ou plusieurs) directeurs permet la création d’une antenne directive ( gain de l’ordre de 12 dBi pour 6 éléments)
Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques d’Antennes 8
ANTENNES CORNETSANTENNES CORNETS
Le gain d’un cornet va dépendre directement de la
taille de son ouverture terminale
En pratique, le gain optimal d’un cornet est de l’ordre de 20 dBi
)(5.7
log.102
dBiAp
D
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UTILISATION DE REFLECTEURUTILISATION DE REFLECTEUR
réflecteur plan
réflecteur en coin
réflecteur parabolique
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OPTIMISATION DES ANTENNES A REFLECTEUROPTIMISATION DES ANTENNES A REFLECTEUR
Antennes multi-faisceaux
Antenne Cassegrain
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OPTIMISATION DES ANTENNES A REFLECTEUROPTIMISATION DES ANTENNES A REFLECTEUR
Principe d’offset
Principe des réflecteurs multiples
Pertes par spill-over
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RADIO-TELESCOPE BIG EARRADIO-TELESCOPE BIG EAR
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FONCTIONNEMENT DE BIG EARFONCTIONNEMENT DE BIG EAR
Couvre la bande 20 MHz-3 GHz
réflecteur plan
inclinable
réflecteur focalisant
cornets
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ANTENNES A LENTILLESANTENNES A LENTILLES
En suivant les lois de l’optique géométrique, on peut utiliser des systèmes de lentilles en matériaux
diélectriques pour focaliser le champ dans une direction voulue
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ANTENNES A LENTILLESANTENNES A LENTILLES
On utilise parfois à la place du diélectrique des alternances de motifs métalliques produisant le même effet
Même problèmes de spill-over que les
paraboles
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ANTENNES A BIPANTENNES A BIP
Utilisation des propriétés des
structures à Bande Interdite Photonique
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EXEMPLE EN SPATIALEXEMPLE EN SPATIAL
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MISE EN RESEAU D’ANTENNESMISE EN RESEAU D’ANTENNES
On peut enfin associer N antennes en réseaux, leur diagramme de rayonnement sera alors la combinaison
du diagramme élémentaire et du facteur de réseau
Plus on veut de gain, plus il faut augmenter N
Disposition en réseau en 1D, 2D voir 3D
Problème : plus N augmente plus les systèmes d’alimentations deviennent complexes