Réseaux d'antennes - Définition

Réseau d'antennes à émission longitudinale

Dans le réseau d'antennes à émission transversale le lobe maximal d'émission se situe dans un plan "équatorial" parce que, dans ce plan et loin du réseau, chaque point est situé à la même distance de chacune des antennes.

Imaginons que cette fois nous alimentons chaque antenne avec un retard de phase par rapport à sa voisine d'en bas. Dans ce cas, pour recevoir toutes les émissions en même temps (en phase), au lieu de rester sur le plan équatorial, il faudra se placer un peu plus haut, pour diminuer la distance vers les antennes du haut. Le plan du lobe principal s'est transformé en une surface conique dont le sommet est situé sur le réseau. Si nous augmentons le retard de phase, le cône du lobe principal se refermera et il arrivera un moment où le cône sera complètement fermé et transformé en une droite alignée avec les antennes. Pour arriver à cette situation il faut que le retard de phase de chaque antenne corresponde au temps que l'émission de l'antenne d'en bas met pour arriver. Si la distance entre les antennes est , le retard de phase sera . La formule de est la même que celle du cas précédent. La seule différence est que cette fois il faut diminuer l'angle de :

On peut constater que pour (90°) le déphasage est zéro.

Voici quelques exemples de diagramme de radiation d'un réseau d'antennes à émission longitudinal. les antennes son alignées horizontalement. Comme dans la figure précédente, le dessin ne tient compte que du seul aspect des interférences. Pour obtenir le diagramme final il faudrait multiplier chaque diagramme par le diagramme d'émission de chaque antenne individuelle.

Diagrammes d'émission d'un réseau d'antennes isotropes à émission longitudinale
Numéro du diagramme	Nombre d'antennes	Séparation entre antennes	Longueur totale
1	9
2	17
3	25
4	33

Réseau d'antennes à émission transversale

Les ondes émisses par les radiateurs d'en haut arrivent en avance de phase par rapport aux radiateurs d'en bas.

Soient n sources alignées alimentées en phase à séparées par une distance entre chacune. Examinons le champ lointain rayonné dans la direction . En prenant comme référence de phase celle du champ lointain du radiateur 1, , le champ lointain du radiateur 2 aura une avance de phase de . Le radiateur numéro 3 aura une avance de phase de et de même pour les suivants. Pour calculer le champ total il suffit d'ajouter tous les champs en tenant compte du déphasage. Comme toutes les amplitudes sont égales :

mais nous connaissons la somme d'une série géométrique :

Comme seule l'amplitude nous intéresse, la première fraction disparaît. Utilisant la Formule d'Euler nous pouvons écrire :

.

présente des maximums et des zéros en fonction de , et donc, en fonction de . Mais ces maximums n'ont pas tous la même valeur. Le prémier vaut . les suivants sont plus petits et leus valeurs dépendent de . Le premier zéro arrive pour . C'est-à-dire, quand . Comme Nous retrouvons une relation similaire a celle que nous avions calculé pour deux antennes : le premier zéro apparit quand les déphasages de chacune des antennes est uniformément distribué entre 0° et 360° (0 et radians en unités scientifiques). Le prochain zéro apparaîtra quand les déphasages seront distribués uniformément entre 0° y 720° (0 et radians), etc.

Dans la figure suivante nous avons tracé les diagrammes de radiation de quelques cas particuliers. Seul l'aspect interférence a été dessiné. Pour obtenir le diagramme de radiation définitif, il faudrait multiplier ces diagrammes par le diagramme de radiation des émetteurs individuels. Dans le dessin les réseaux d'antennes sont verticaux.

Diagrammes de radiation d'un réseau d'antennes isotropes à émission transversale.
Numéro du diagramme	Nombre d'antennes	Séparation entre antennes	Longueur totale
1	7
2	9
3	17
4	5
5	7
6	infini

Les diagrammes de gauche montrent l'influence de la longueur totale du réseau. Quand la longueur du réseau augmente, la largeur du lobe principal diminue et les lobes secondaires se font plus nombreux et plus petits. Les diagrammes de droite montrent l'influence d'augmenter le nombre d'antennes en conservant la même largeur du réseau. Quand le nombre d'éléments augmente, l'amplitude des lobes secondaires diminue, mais ne tend pas vers zéro.