Dans le diagramme de rayonnement d'une antenne, le lobe principal représente le faisceau principal de l'antenne, par lequel l'énergie maximale et la plus concentrée est rayonnée.
La largeur du faisceau correspond à la largeur angulaire de l'ouverture par laquelle la majeure partie de la puissance est rayonnée. Les deux principaux paramètres utilisés pour caractériser la largeur du faisceau sont la largeur du faisceau à mi-puissance (HPBW) et la largeur du faisceau au premier minimum (FNBW).
Largeur de faisceau à mi-puissance (HPBW)
Selon la définition standard, la séparation angulaire sur laquelle l'amplitude du diagramme de rayonnement diminue de 50 % (c'est-à-dire -3 dB) par rapport au pic du lobe principal est appelée largeur de faisceau à mi-puissance.
En d'autres termes, la largeur de faisceau correspond à la zone où l'antenne rayonne la majeure partie de sa puissance, c'est-à-dire la région proche de la puissance maximale. La largeur de faisceau à mi-puissance correspond à la plage angulaire dans laquelle la puissance relative dans le champ de rayonnement effectif de l'antenne dépasse 50 % de la puissance maximale.
Interprétation géométrique de HPBW
Sur le diagramme de rayonnement, tracez une ligne de l'origine à chaque extrémité du lobe principal aux points de demi-puissance. L'angle entre ces deux vecteurs correspond à la largeur du faisceau à mi-puissance (HPBW). La figure suivante illustre ce concept.
La figure montre le lobe principal de l'antenne et les points de demi-puissance sur le lobe principal.
Expression mathématique
Une formule approximative pour la largeur du faisceau à mi-puissance est :
où:
•λ est la longueur d'onde de fonctionnement,
•D est la dimension de l'ouverture de l'antenne (généralement le diamètre ou la longueur du côté).
L’unité de largeur de faisceau à mi-puissance (HPBW) est le radian ou le degré.
Première largeur de faisceau nulle (FNBW)
Selon la définition standard, la séparation angulaire entre les premiers zéros adjacents au lobe principal est appelée largeur du faisceau du premier zéro.
En termes simples, FNBW est l'écart angulaire entre les premiers zéros du diagramme de rayonnement de part et d'autre du faisceau principal.
Interprétation géométrique de FNBW
À partir de l'origine du diagramme de rayonnement, tracez de part et d'autre des tangentes au faisceau principal. L'angle entre ces deux tangentes correspond à la première largeur de faisceau nul (FNBW). La figure suivante illustre ce concept plus clairement.
La figure ci-dessus montre la largeur de faisceau à mi-puissance (HPBW) et la première largeur de faisceau nulle (FNBW) sur un diagramme de rayonnement, avec le lobe principal et les lobes secondaires indiqués.
Expression mathématique
La relation entre la première largeur de faisceau nulle (FNBW) et la largeur de faisceau à mi-puissance (HPBW) peut être approximée comme suit :
En substituant HPBW ≈ 70λ/D, on obtient :
où λ est la longueur d'onde et D est la dimension de l'ouverture de l'antenne.
Unité
L'unité de la largeur du premier faisceau nul (FNBW) est le radian (rad) ou le degré (°).
Longueur et surface effectives
Parmi les paramètres d'antenne, la longueur effective et la surface effective sont également des indicateurs importants qui permettent d'évaluer les performances de l'antenne.
Longueur effective
La longueur effective d'une antenne est utilisée pour caractériser son efficacité de polarisation.
DéfinitionLa longueur effective est le rapport entre l'amplitude de la tension en circuit ouvert aux bornes de l'antenne de réception et l'amplitude du champ électrique incident dans la même direction de polarisation que l'antenne. Lorsqu'une onde incidente atteint l'entrée de l'antenne, elle présente une certaine intensité de champ électrique dont l'amplitude dépend de la polarisation de l'antenne. Cette polarisation doit correspondre à l'amplitude de la tension aux bornes du récepteur pour une réception optimale du signal.
Expression mathématique
L'expression mathématique de la longueur effective est :
où:
•le est la longueur effective de l'antenne,
•Voc représente l'amplitude de la tension en circuit ouvert aux bornes de l'antenne de réception.
•Ei représente l’amplitude de l’intensité du champ électrique incident dans la même direction de polarisation que l’antenne.
Zone effective
Définition : La surface effective est la portion de la surface d'une antenne de réception qui absorbe l'énergie du front d'onde incident et la convertit en un signal électrique ; elle est généralement plus petite que la surface d'ouverture physique de l'antenne.
Lors de la réception, toute la surface physique de l'antenne est exposée au front d'onde électromagnétique incident, mais seule une partie de celle-ci capte efficacement le signal. Cette partie est appelée surface effective.
Seule une fraction de l'énergie du front d'onde est utilisée car une partie de l'onde incidente est diffusée par l'antenne, tandis qu'une autre partie est dissipée sous forme de chaleur. Par conséquent, dans des conditions idéales sans pertes, la surface qui, multipliée par la densité de puissance incidente, donne la puissance maximale pouvant être obtenue de l'antenne est appelée surface effective.
La surface effective est généralement désignée parAeff.
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Date de publication : 30 avril 2026
