L'histoire est-elle un destin?
Par Plum05 • 4 Septembre 2018 • 3 091 Mots (13 Pages) • 464 Vues
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- Directivité d’une antenne
La directivité d’une antenne caractérise la façon dont cette antenne concentre le rayonnement dans une direction donnée.
(1)[pic 9]
- La puissance surfacique transportée par une onde électromagnétique est égal à la norme du vecteur de pointing et, = surface (2)[pic 10][pic 11]
- La puissance qui traverse une surface est égale au flux du vecteur de pointing à travers cette surface.
= vecteur normal en chaque point de la surface.[pic 12]
Dans le cas où l’onde électromagnétique issue d’une antenne est assimilable à un point (si on se place loin de l’antenne); on peut introduit la notion d’intensité de rayonnement qui est la puissance rayonnée par unité d’ange solide (voir figure 4).
Soit (3) ; dΩ = l’angle solide[pic 13]
[pic 14]
[pic 15]
Figure 4
En tenant compte de (2) et (3), on a :
(4)[pic 16]
La puissance totale rayonnée par l’antenne est :
(5)[pic 17]
Les intégrales étant étendues respectivement à 4π et l’aire d’une surface fermée entourant l’antenne.
La directivité d’une antenne est le quotient de l’intensité de rayonnement dans une direction par la valeur moyenne de cette intensité de rayonnement pour toutes les directions de l’espace c'est-à-dire :
(6)[pic 18]
Si l’antenne rayonne dans la zone lointaine l’intensité de rayonnement ne dépend plus de la distance. Ainsi la directivité se calcule en fonction des coordonnées sphériques.
(φ=longitude ; θ=colatitude)
D’où [pic 19]
NB :
- Si la surface caractéristique de directivité comprend un pinceau étroit, alors =1 et si l’angle solide est Ω ; la directivité devient :[pic 20]
(8) ; si le pinceau a une section circulaire au sommet α[pic 21]
(9) [pic 22][pic 23][pic 24]
- Si la surface caractéristique de directivité est une révolution autour d’un axe, on a :
[pic 25]
Beaucoup d’antennes se rapprochent plus de cas.
- Le gain d’une antenne
Le gain d’une antenne dans une direction est le rapport entre la puissance rayonnée dans une direction donne P et la puissance que rayonnerait une antenne isotrope.[pic 26][pic 27][pic 28]
Soit [pic 29]
NB : Ce gain est en fait le gain absolu ou isotrope. Cependant il existe aussi le gain relatif d’une antenne par rapport à une autre antenne.
Cela est tout simplement le rapport des gains absolus des 2 antennes.
- Le rendement d’une antenne
Le rendement d’une antenne traduit sa capacité à transmettre la puissance électrique à l’entrée PA sous forme de puissance rayonnée PR.
C’est le rapport entre la puissance totale rayonnée d’une antenne et la puissance qui lui est fournie.
Ainsi PR = η . PA
- Température de bruit d’une antenne
Elle mesure la puissance de bruit que cette antenne fournit à l’entrée du récepteur.
[pic 30]
P = Puissance disponible à l’entrée du récepteur
K = constante de Boltzmann
= largeur de bande du récepteur.[pic 31]
Conclusion
Nous venons de voir les caractéristiques les plus courantes d’une antenne. Celles-ci sont renseignées dans les datasheets (note d’application) fournies par le constructeur.
Exemple de datasheet d’une antenne omnidirectionnelle ‘’rubbecduck’’ utilisée par les applications Wifi.
[pic 32]
- MODELE ELECTRIQUE D’UNE ANTENNE
Lorsqu’un signal variable excite une antenne, des charges sont mises en mouvement le long de cette antenne donnant naissance à un rayonnement. A la résonnance, les charges sont en oscillation permanente. Pour représenter ce comportement résonnant qui varie avec la fréquence, il est possible de modeliser l’antenne (dipôle) par un circuit passif RLC équivalent (voir figure 5).[pic 33]
Figure 5
[pic 35][pic 36][pic 37][pic 34]
Partie active Partie réactive
[pic 39][pic 38]
Résistance de Résistance
Rayonnement de pertes
- Resistance de rayonnement
Il ne s’agit pas de la résistance liée aux pertes ohmiques de l’antenne, mais à la perte de puissance liée à l’onde électromagnétique rayonnée par l’antenne.
Une grande résistance de rayonnement indique une forte capacité à convertir l’énergie électrique incidente en énergie électromagnétique.
[pic 40]
= puissance de rayonnement de l’antenne[pic 41]
= résistance de rayonnement[pic 42]
= courant d’entrée.[pic 43]
- [pic 44]
L’efficacité de l’antenne est :
[pic 45]
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