Antenne radioélectrique - Définition

Champs autour d'une antenne

Une antenne , utilisée en émission, ne crée une onde plane qu'à une certaine distance. On peut distinguer quatre zones dans l'environnement de l'antenne, au fur et à mesure qu'on s'éloigne de celle-ci :

• Zone de champs réactifs: Très proche des éléments composant l'antenne, on trouve des champs E et des champs H, fonction des tensions et des courants sur ces conducteurs. A proximité d'une tension élevée, on trouvera essentiellement un champ E , et à proximité des courants, essentiellement un champ H.
• Zone de Rayleigh: On trouve une zone où la puissance par unité de surface décroît peu en fonction de la distance, bien que le rapport E/H soit déjà proche de 377 Ohms. Cette zone, surtout identifiable pour les antennes à gain, s'étend jusqu'à une distance égale au carré de la dimension de l'antenne (mesurée dans une direction perpendiculaire à la direction considérée), divisé par lambda/2 (Cf Exemple ci dessous)
• Zone de Fresnel. Au-delà de la zone de Rayleigh, on constate que le rapport E/H s'est équilibré à 377 ohms. Mais on observe des variations importantes des champs , et même des ondulations si l'antenne est de grande dimension. On ne peut pas faire encore de mesure du gain de l'antenne dans cette zone. Dans la direction du maximum de rayonnement, les différentes parties de l'antenne censées rayonner en phase à l'infini, ne rayonnent pas encore en phase.
• Zone de Fraunhofer. On la caractérise de la façon suivante: Dans cette zone, si on s'éloigne indéfiniment dans la même direction, on constate que la différence des distances entre les points de l'antenne ne varie plus. Dans la direction du maximum de rayonnement, les différentes parties de l'antenne censées rayonner en phase à l'infini, rayonnent bien en phase. Dans cette zone, qui s'étend jusqu'à l'infini, on peut considérer que l'on a une onde plane , les champs décroissent en 1/r, et on peut mesurer le gain de l'antenne. C'est aussi seulement dans cette zone que le diagramme de rayonnement est valable. Cette zone commence à une distance égale à deux fois le carré de la plus grande dimension perpendiculaire à la direction considérée, divisé par lambda. Cette distance peut être très grande pour les antennes à grand gain.

Pour mesurer le gain d'une antenne à grand gain, il est donc important de savoir définir la zone de Fraunhofer. Par exemple, dans l'axe d'une parabole de 1 m de diamètre, et sur 10 GHz, la zone de Fraunhofer commence à plus de 60 m.

Antennes de réception

Toute antenne d'émission est adaptée à la réception. Toutefois certaines antennes utilisées en réception ont un rendement très faible en émission (antenne Beverage) ou bien ne pourraient supporter une puissance d'émission importante en raison des pertes ou des surtensions trop élevées qui pourraient les détériorer.

Les antennes de réception dites « actives » incorporent un préamplificateur-adaptateur entre l'élément d'antenne et la ligne de transmission. Cet élément actif comporte en outre dans le cas des antennes de télévision satellitaires, un changement de fréquence pour réduire les pertes de distribution.

En radiodiffusion PO ou GO, les antennes cadre sur ferrite permettent une réception avec une installation plus compacte qu'une antenne filaire, et moins sensible aux parasites. Ces antennes présentent un angle d'annulation, et doivent éventuellement être orientées.

En réception, il est fréquent qu'une antenne soit utilisée largement en dehors de sa fréquence d'accord. c'est le cas des antennes d'auto-radio dont la fréquence de résonance est proche de la bande de radiodiffusion « FM » (bande des Ondes Ultras Courtes, bande OUC) vers 100 MHz, et qu'on utilise en petites ondes ou même grandes ondes à quelques centaines de kilohertz avec une longueur d'onde de l'ordre du kilomètre.