1. Introduction aux antennes
Une antenne est une structure de transition entre l'espace libre et une ligne de transmission, comme le montre la figure 1. La ligne de transmission peut se présenter sous la forme d'une ligne coaxiale ou d'un tube creux (guide d'ondes), qui est utilisé pour transmettre l'énergie électromagnétique d'une source. vers une antenne, ou d'une antenne vers un récepteur. La première est une antenne d'émission et la seconde est une antenne de réception.antenne.
Figure 1 Chemin de transmission de l'énergie électromagnétique
La transmission du système d'antennes dans le mode de transmission de la figure 1 est représentée par l'équivalent de Thévenin comme le montre la figure 2, où la source est représentée par un générateur de signal idéal, la ligne de transmission est représentée par une ligne d'impédance caractéristique Zc, et l'antenne est représentée par une charge ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. La résistance de charge RL représente les pertes de conduction et diélectriques associées à la structure de l'antenne, tandis que Rr représente la résistance au rayonnement de l'antenne et la réactance XA est utilisée pour représenter la partie imaginaire de l'impédance associée au rayonnement de l'antenne. Dans des conditions idéales, toute l'énergie générée par la source de signal doit être transférée à la résistance au rayonnement Rr, qui est utilisée pour représenter la capacité de rayonnement de l'antenne. Cependant, dans les applications pratiques, il existe des pertes conducteur-diélectrique dues aux caractéristiques de la ligne de transmission et de l'antenne, ainsi que des pertes causées par la réflexion (désadaptation) entre la ligne de transmission et l'antenne. Compte tenu de l'impédance interne de la source et en ignorant les pertes de ligne de transmission et de réflexion (désadaptation), la puissance maximale est fournie à l'antenne sous adaptation conjuguée.
Figure 2
En raison de la discordance entre la ligne de transmission et l'antenne, l'onde réfléchie par l'interface se superpose à l'onde incidente de la source à l'antenne pour former une onde stationnaire, qui représente la concentration et le stockage d'énergie et constitue un dispositif résonant typique. Un modèle d'onde stationnaire typique est représenté par la ligne pointillée sur la figure 2. Si le système d'antenne n'est pas conçu correctement, la ligne de transmission peut en grande partie agir comme un élément de stockage d'énergie plutôt que comme un guide d'ondes et un dispositif de transmission d'énergie.
Les pertes causées par la ligne de transmission, l'antenne et les ondes stationnaires ne sont pas souhaitables. Les pertes de ligne peuvent être minimisées en sélectionnant des lignes de transmission à faibles pertes, tandis que les pertes d'antenne peuvent être réduites en réduisant la résistance de perte représentée par RL sur la figure 2. Les ondes stationnaires peuvent être réduites et le stockage d'énergie dans la ligne peut être minimisé en faisant correspondre l'impédance de l'antenne (charge) avec l'impédance caractéristique de la ligne.
Dans les systèmes sans fil, en plus de recevoir ou de transmettre de l'énergie, les antennes sont généralement nécessaires pour améliorer l'énergie rayonnée dans certaines directions et supprimer l'énergie rayonnée dans d'autres directions. Par conséquent, en plus des dispositifs de détection, les antennes doivent également être utilisées comme dispositifs directionnels. Les antennes peuvent se présenter sous diverses formes pour répondre à des besoins spécifiques. Il peut s'agir d'un fil, d'une ouverture, d'un patch, d'un ensemble d'éléments (matrice), d'un réflecteur, d'une lentille, etc.
Dans les systèmes de communication sans fil, les antennes sont l’un des composants les plus critiques. Une bonne conception d’antenne peut réduire les exigences du système et améliorer les performances globales du système. Un exemple classique est celui de la télévision, où la réception des émissions peut être améliorée grâce à l’utilisation d’antennes performantes. Les antennes sont aux systèmes de communication ce que les yeux sont aux humains.
2. Classification des antennes
L'antenne cornet est une antenne planaire, une antenne micro-onde de section circulaire ou rectangulaire qui s'ouvre progressivement à l'extrémité du guide d'onde. C’est le type d’antenne micro-ondes le plus largement utilisé. Son champ de rayonnement est déterminé par la taille de l'ouverture du cornet et le type de propagation. Parmi eux, l'influence de la paroi de la corne sur le rayonnement peut être calculée en utilisant le principe de diffraction géométrique. Si la longueur du cornet reste inchangée, la taille de l'ouverture et la différence de phase quadratique augmenteront avec l'augmentation de l'angle d'ouverture du cornet, mais le gain ne changera pas avec la taille de l'ouverture. Si la bande de fréquence du pavillon doit être élargie, il est nécessaire de réduire la réflexion au niveau du col et de l'ouverture du pavillon ; la réflexion diminuera à mesure que la taille de l’ouverture augmente. La structure de l'antenne cornet est relativement simple, et le diagramme de rayonnement est également relativement simple et facile à contrôler. Elle est généralement utilisée comme antenne directionnelle moyenne. Les antennes cornet à réflecteur parabolique avec une large bande passante, de faibles lobes latéraux et un rendement élevé sont souvent utilisées dans les communications par relais micro-ondes.
RM-DCPHA105145-20 (10,5-14,5 GHz)
RM-BDHA1850-20 (18-50 GHz)
RM-SGHA430-10 (1,70-2,60 GHz)
2. Antenne microruban
La structure de l'antenne microruban est généralement composée d'un substrat diélectrique, d'un radiateur et d'un plan de masse. L'épaisseur du substrat diélectrique est bien inférieure à la longueur d'onde. La fine couche métallique au bas du substrat est reliée au plan de masse, et la fine couche métallique avec une forme spécifique est réalisée sur le devant par un processus de photolithographie comme radiateur. La forme du radiateur peut être modifiée de nombreuses manières selon les besoins.
L'essor de la technologie d'intégration des micro-ondes et de nouveaux procédés de fabrication a favorisé le développement d'antennes microruban. Par rapport aux antennes traditionnelles, les antennes microruban sont non seulement de petite taille, légères, de faible profil, faciles à conformer, mais également faciles à intégrer, peu coûteuses, adaptées à la production de masse et présentent également les avantages de propriétés électriques diversifiées. .
RM-MA424435-22 (4,25-4,35 GHz)
RM-MA25527-22 (25,5-27 GHz)
3. Antenne à fente pour guide d'ondes
L'antenne à fentes de guide d'ondes est une antenne qui utilise les fentes de la structure du guide d'ondes pour obtenir un rayonnement. Il se compose généralement de deux plaques métalliques parallèles formant un guide d'ondes avec un espace étroit entre les deux plaques. Lorsque les ondes électromagnétiques traversent l'espace du guide d'ondes, un phénomène de résonance se produit, générant ainsi un fort champ électromagnétique à proximité de l'espace pour obtenir un rayonnement. En raison de sa structure simple, l'antenne à fente de guide d'ondes peut atteindre un rayonnement à large bande et à haut rendement, elle est donc largement utilisée dans les radars, les communications, les capteurs sans fil et d'autres domaines dans les bandes de micro-ondes et d'ondes millimétriques. Ses avantages incluent une efficacité de rayonnement élevée, des caractéristiques à large bande et une bonne capacité anti-interférence, il est donc privilégié par les ingénieurs et les chercheurs.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
RM-SWA910-22 (9-10 GHz)
L'antenne biconique est une antenne à large bande avec une structure biconique, caractérisée par une large réponse en fréquence et une efficacité de rayonnement élevée. Les deux parties coniques de l'antenne biconique sont symétriques l'une par rapport à l'autre. Grâce à cette structure, un rayonnement efficace dans une large bande de fréquences peut être obtenu. Il est généralement utilisé dans des domaines tels que l'analyse spectrale, la mesure du rayonnement et les tests CEM (compatibilité électromagnétique). Il présente de bonnes caractéristiques d'adaptation d'impédance et de rayonnement et convient aux scénarios d'application qui doivent couvrir plusieurs fréquences.
RM-BCA2428-4(24-28 GHz)
RM-BCA218-4 (2-18 GHz)
L'antenne spirale est une antenne à large bande avec une structure en spirale, caractérisée par une large réponse en fréquence et une efficacité de rayonnement élevée. L'antenne spirale atteint une diversité de polarisation et des caractéristiques de rayonnement à large bande grâce à la structure des bobines en spirale, et convient aux systèmes de radar, de communication par satellite et de communication sans fil.
RM-PSA0756-3 (0,75-6 GHz)
RM-PSA218-2R (2-18 GHz)
Pour en savoir plus sur les antennes, veuillez visiter :
Heure de publication : 14 juin 2024
