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SOMMAIRE CHAPITRE I : NOTIONS FONDAMENTALES ……………………………...... 1 Types d'antenne

SOMMAIRE CHAPITRE I : NOTIONS FONDAMENTALES ……………………………...... 1 Types d'antennes …..…………………………………………..….……..………..…… 1.1 Antennes filaires …..…………………………………..………………………………………. 1.2 Antennes à ouvertures …………...……………………………………………...……...……... 1.3 Antennes à réflecteurs ………………………………………..……………………………...... 1.4 Antennes plaques microruban ………………………………………………………...……..... 1.5 Réseaux d'antennes ……………………………………………………………………………. 1.6 Antennes diélectriques …..…………………………………………..…................…………… 1.7 Antennes fractales …………………..………………………………..……………...………... 2 Mécanisme du rayonnement ………………………………………….………….….…. 2.1 Relation fondamental du rayonnement ....................................................................................... 2.2 Cas de deux conducteurs parallèles ……..…………………………………………...………... 3 Distribution du courant sur une antenne filaire ……………...……..………………... 4 Historique …………………………………………………………….……………......... 5 Théorie rigoureuse et théorie élémentaire de l'antenne ………………….…………... Bibliographie …………………………….………………………………………………... CHAPITRE II: CARACTERISTIQUES GENERALES DES ANTENNES … 1 Diagramme de rayonnement……………...………………………………….………… 1.1 Antenne omnidirectionnelle - Antenne directive……………………………………...………. 1.2 Caractéristiques du diagramme de rayonnement ………………...……………………………. 1.3 Les trois zones de rayonnement ………………………………...…………………………...... 2 Densité de puissance surfacique et intensité de rayonnement….…………………….. 2.1 Rappels ………………..…………………………………………………..…………………... 2.2 Vecteur de Poynting et densité surfacique de puissance ............................................................ 2.3 Intensité de rayonnement ….…………………………………………………………………... 3 Directivité d’une antenne ……………………………………………………………..... 4 Intégration numérique ……………………………………………………………......... 4.1 Principe …………………………………………………………………..……………………. 4.2 Expression numérique de la puissance rayonnée ….………………………………………..... 5 Gain d'une antenne ………………………….……………………………..…………... 6 Vecteur hauteur effective ………………………….……………………………..…….. 7 Polarisation d’une antenne…………………………….……………………..………… 7.1 Polarisation linéaire horizontale et verticale ……….………………………………………..... 7.2 Polarisation linéaire quelconque ……………………………………………………………… 7.3 Polarisation circulaire ………………………………………………………………………… 7.4 Polarisation elliptique ………………………………………………………………………... 7.5 Vecteurs de base complexes ……………………….……………………………….………... 8 Composantes parasites de polarisation ………………..…….…………………..……. 9 Impédance d'entrée d’une antenne ………………….………………………………… 9.1 Impédance d’entrée …………………………………...……………………………………… 9.2 Bilan énergétique …………………………...………….…………….………...…….……….. 10 Bande passante d'une antenne ………………………………………..………...…..... 11 Aire équivalente d'une antenne ………………………………………………………. 11 11 12 13 14 14 15 15 16 17 17 18 20 21 22 22 23 23 25 26 27 28 28 29 31 32 36 36 37 39 40 41 42 42 43 44 46 47 49 49 51 54 54 Antennes. Théorie et applications 8 11.1 Aire équivalente ……………………………………………………………………………… 11.2 Aire équivalente de rayonnement …………………………………………………….……… 11.3 Aire équivalente de pertes dans l’antenne ………………………………………..…….……. 11.4 Aire équivalente totale ou de ″captation″……….………………………………..…..….…… 11.5 Relation entre le gain et l’aire équivalente ……..……………………………………..……... 12 Equation des télécommunications - Equation Radar ……………….…...………….. 12.1 Equation des télécommunications de Friis …………………...….………………..…………. 12.2 Equation Radar ……………………………………………………………………..…........... 13 Température d'antenne ……………………………………..…………………............ 14 Exercices corrigés ……………………………………………………………………... Bibliographie …………………….….…………………………………………………….. CHAPITRE III: RAYONNEMENT DE SOURCES EN ESPACE LIBRE …… 1 Equations du rayonnement ………………….…………………………………............. 1.1 Position du problème ………………………………………...................................................... 1.2 Equations de maxwell ……………………………………………………………...….............. 1.3 Equations d’onde en champs ………………………………………………………..………… 1.4 Les potentiels vecteurs ……….…………...……………………………………….…………. 1.5 Rayonnement de sources en milieu illimité ……….…………...……………………………… 1.6 Expressions du champ lointain …………………………………………………………........... 2 Théorèmes fondamentaux …………………………..…………………………............. 2.1 Principe des images …………………………………………………………………………… 2.2 Dualité des équations de Maxwell ……………………………………………..……………… 2.3 Principe de réciprocité ……………………………………………………………................... 2.4 Théorème de Poynting ………….……………………………………………………………... 2.5 Théorème de Babinet ………………………………………………………………………….. 3 Exercices corrigés …….……………………………………………………………….. Bibliographie ……………….…………………………………………………………….. CHAPITRE IV : ANTENNES FILAIRES ……………...……………………... 1 Antennes filaires en régime d’ondes stationnaires ………………………………........ 1.1 Doublet électrique ……………………………...……………………………………………... 1.2 Dipôle de longueur finie ………………………………………………………………............. 1.3 Influence du sol ………………………………………………….……..................................... 2 Antennes filaires en régime d’ondes progressives …………….……………………… 2.1 Détermination du champ rayonné …………………………………………………….............. 2.2 Résistance de rayonnement et directivité ………....……........................................................... 2.3 Antenne en V ……….………………………..……………………………………………….. 2.4 Antenne losange.......................................................................................................................... 3 Antennes cadres circulaires ………………………….………………………………… 3.1 Champ lointain …………….………………………………………………...…....................... 3.2 Résistance de rayonnement et directivité ……………………………………………...……… 3.3 Spire de faibles dimensions (doublet magnétique) …................................................................. 3.4 Cadres polygonaux …................................................................................................................. 4 Antenne hélice ………………….……………………………………………………….. 4.1 Caractéristiques géométriques de l’antenne …………………………………………………... 4.2 Mode de rayonnement normal …………………………………………………………............ 4.3 Mode de rayonnement axial…………………………………………………………................ 5. Exercices corrigés ……………………………………………………………................ 55 55 55 56 56 59 59 61 63 70 82 83 83 83 84 88 89 92 93 94 94 96 97 104 106 108 120 121 122 122 129 139 145 146 149 150 151 152 152 155 156 159 159 159 160 161 163 Sommaire 9 Bibliographie ……………………………………………………………………............... CHAPITRE V: RESEAUX D’ANTENNES…………………..………………….. 1 Rayonnement d’un réseau - Facteur de réseau …………………..……….…..……… 2 Réseau linéaire à espacement constant…………..………….…………….…………… 3 Réseau linéaire uniforme …………..………………….……………..………………… 3.1 Facteur de réseau ………………………...……….…………………………………................ 3.2 Représentation graphique – Courbes universelles ……………………………………….......... 3.3 Lobe principal …………………………………………………………………......................... 3.4 Lobes secondaires………………………………………………………………........................ 3.5 Lobes d’ambiguïté - rayonnements particuliers ……………………………………................ 3.6 Directivité d’un réseau linéaire uniforme…………………………...…………… ……............ 4 Réseaux linéaires non uniformes ………………………………………………………. 4.1. Expression de la directivité d’un alignement non uniforme …………………………………. 4.2. Réseau binomial ………………………………………………………………….................... 4.3 Optimisation d’un réseau linéaire- Réseaux de Dolph-Chebyshev …………………………... 5 Réseaux plans………………………………………….………………………………… 6 Exercices corrigés ………………………………………………………….................... Bibliographie ……………………………………………………………………………... CHAPITRE VI: COUPLAGE ENTRE ANTENNES FILAIRES …...…............. 1 Impédance mutuelle de deux doublets électriques ………………….……………….. 2 Champ proche rayonné par une antenne filaire rectiligne …………….…………….. 3 Impédance propre et impédance mutuelle …………………….………….................... 3.1 Cas de deux dipôles parallèles ……………………………………...………………………... 3.2 Autres configurations …………………………………………………………………............. 4 Effets du couplage entre deux dipôles ……………………..………………….............. 4.1 Cas de deux dipôles parallèles en réseaux .................................................................................. 4.2 Cas d’éléments auxiliaires (parasites) – Antenne Yagi ……………………………………….. 5. Exercices Corrigés ……………………………………………….…………………….. Bibliographie ………………………………………………………………........................ CHAPITRE VII: OUVERTURES RAYONNANTES…………………………… 1 Principe d’équivalence de Schelkunoff …………………….………..………………… 1.1 Enoncé du principe d’équivalence ………………………...…………....................................... 1.2 Principe d’équivalence de Love ..................................................................................………... 1.3 Expressions du champ - Formules de Kottler. ………………………………………………… 1.4 Cas du rayonnement à grande distance ….……………………………………………………. 1.5 Principe d’équivalence de Love modifié . …………………………………………………….. 2 Rayonnement d’une ouverture plane de forme quelconque ………………................. 2.1 Sources électriques et magnétiques …………………………………………………................ 2.2 Sources magnétiques seules………………………...……………………………………......... 2.3 Sources électriques seules…………………………………....................................................... 2.4 Source de Huygens ………......................................................................................................... 2.5 Directivité et aire équivalente ……………………...……………………………….................. 3 Ouvertures planes de forme simple ………………….………………………............... 3.1 Ouverture rectangulaire…………………………………………………………………. ……. 3.2 Ouverture circulaire ………………………………………………..……………….................. 4. Ouverture plane de forme quelconque ….……………………….............….………... 180 181 182 185 189 189 190 190 195 196 201 203 204 206 207 217 218 233 234 235 236 240 243 246 248 248 249 254 269 270 270 270 271 272 273 274 276 278 278 278 279 281 282 282 289 296 Antennes. Théorie et applications 10 5. Exercices Corrigés ……………………………………………………………………... Bibliographie …………….……………………………………………………................... CHAPITRE VIII: ANTENNES A OUVERTURES .............................................. 1 Rayonnement d’un guide ouvert ……………………………….……………………... 1.1 Distribution des excitations……………………………………………………………............ 1.2 Expressions générales du champ lointain ……………………………………………………. 1.3 Diagrammes de rayonnement dans les principaux plans ……………………………. ………. 2 Les antennes cornets ………….………………………………………………………... 2.1 Champ dans l’ouverture d’un cornet pyramidal …………..…………………………………... 2.2 Cornet sectoriel Plan H ………………………………………………………………………... 2.3 Cornet sectoriel Plan E ..... ………………………………………………………………….. 2.4 Cornet Pyramidal ……………………………………………………………………………... 2.5 Guide cylindrique ouvert ………………………………………………………………............ 2.6 Le cornet conique ……………………………………………………………………………... 3 Antennes à réflecteur parabolique ……………….……………………………………. 3.1 Historique ……………………………………………………………………………………... 3.2 Principe de fonctionnement …………………………………………………………………... 3.3 Propriétés géométriques ………………………………………………………………………. 3.4 Loi d’illumination ………………………………………………………….…………………. 3.5 Détermination du Champ rayonné …………………………………………………………….. 3.6 Autre structure : Système Cassegrain ……………………………………………………….… 4. Exercices Corrigés ………………………….………………………………………….. Bibliographie …………….………………………………………………………………... CHAPITRE IX : ANTENNES MICRORUBAN ………...…………………......... 1 Structure d’une antenne imprimée …………………………………………................ 2 Les techniques d’alimentation …………………………………………………………. 2.1 Alimentation par ligne microruban ………………..………………………………………….. 2.2 Alimentation par connecteur coaxial ……………..…………………………………………… 2.3 Alimentation par couplage électromagnétique ………………………………………………... 3 Méthodes d'analyse ……………………………………………………………………. 4 Méthode de la ligne de transmission ………………………………………………….. 4.1 Détermination du champ rayonné …………………………………………………………….. 4.2 Caractéristiques de rayonnement d’une fente ………………………………………................. 4.3 Caractéristiques de rayonnement de l’antenne ………………………..…................................. 5. Modèle de la cavité……………………….…………………………………………….. 5.1 Formulation du problème………………………………………………………………............ 5.2 Cas d’un patch de forme rectangulaire ……………................................................................... 6. Exercices Corrigés............................................................................................................ Bibliographie …………………………………….……………………………................... Index ……..………………………………………………………..………………. 297 311 312 312 312 313 313 315 316 318 328 337 342 343 346 346 347 348 349 360 365 368 383 384 384 385 385 385 385 386 387 387 391 393 398 398 401 412 422 423 uploads/Ingenierie_Lourd/ antennes.pdf