Qu'est-ce qu'un diagramme de rayonnement d'antenne?

Un diagramme de rayonnement d'antenne est tracé sur un graphe polaire ou rectangulaire pour évaluer les interactions d'énergie composant d'antennes conçues pour émettre ou recevoir un champ électromagnétique (EM) via une interaction avec un courant alternatif. La fréquence et la polarisation sont tracées sur un plan spatial en utilisant les décibels (dB) comme unité de mesure. Les interactions entre ces éléments créent de nombreux motifs géométriques différents qui émettent autour de différents types d'antennes. Les graphiques révèlent leurs capacités d'émission-réception spécifiques et leur intensité de champ relative.

Les facteurs affectant le diagramme de rayonnement de l'antenne peuvent inclure l'impédance d'entrée mesurée à l'aide d'un analyseur de réseau vectoriel (VNA) ou d'un indicateur de taux d'ondes stationnaires (SWR). La bande passante, l'efficacité, l'azimut et l'altitude complètent l'analyse de la configuration sur le terrain. En faisant pivoter l'antenne de 360 ​​degrés dans les plans horizontal et vertical, il est possible de construire un tracé polaire du diagramme de rayonnement EM.

Ces dispositifs d'antenne sont généralement conçus pour une fréquence et une utilisation particulières, dans des emplacements isolés ou groupés. Des longueurs différentes se rapprochent des multiples ou des diviseurs d'une fréquence cible. Ils transmettent et reçoivent des informations électroniques codées dans les fréquences EM, comme dans les communications radio ou télévisées.

Aucun diagramme de rayonnement d'antenne ne transmet de manière égale dans toutes les directions. Les antennes théoriques isotropes ont des motifs parfaitement sphériques; non directionnels, ces modèles servent uniquement de base de comparaison pour calculer le gain d'une antenne. Les antennes omnidirectionnelles présentent des motifs symétriques. Les polarisations dans les fréquences créent des champs symétriques: des lobes et des espaces nuls, partant de l'axe de l'antenne.

Les antennes unipolaires et dipôles symétriques présentent un diagramme de rayonnement d'antenne également symétrique, du fait qu'un rayonnement est déphasé à certains angles, où il passe à zéro. L'axe du rayonnement maximal traverse un lobe principal, tandis que les lobes secondaires ou latéraux s'étendent dans d'autres directions. Un lobe qui s'étend en face de l'axe du faisceau du lobe principal est appelé lobe arrière.

Les graphiques révèlent que plus un motif s'étend loin de l'axe, plus la longueur d'onde est forte. Celles-ci sont illustrées sous forme de sections transversales bidimensionnelles. Un diagramme de rayonnement d'antenne peut être présenté en trois dimensions à l'aide d'une modélisation graphique par ordinateur.

La directivité indique si une antenne doit être visée. Les antennes paraboliques de télévision ont une directivité, contrairement aux antennes de téléphone cellulaire. Les antennes à tige servent aux radios et aux téléphones cellulaires. Les antennes Yagi sont des dipôles d'une demi-longueur d'onde utilisés pour des fréquences supérieures à 10 mégahertz (MHz); ceux-ci remplissent leurs fonctions dans la réception de Citizens Band (CB), radioamateur et télévision.

Les antennes à ouverture sont des émetteurs-récepteurs à micro-ondes façonnés en disques, plats et réseaux rectangulaires, comme on le voit sur les tours de téléphonie cellulaire. Le diagramme de rayonnement de l'antenne apparaît sous la forme d'un tore ou d'un cornet autour de l'axe du faisceau. D'autres peuvent inclure hélicoïdal, conique, parabolique et plus encore; des dizaines d'autres types d'antennes et modèles existent dans de nombreuses variations géométriques.