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Antenne torique

Foyer
Arc focal

Figure 1 : Diagramme de paraboloïdes de révolution, à gauche pour une antenne parabolique et à droite pour une antenne torique.

Foyer
Arc focal

Figure 1 : Diagramme de paraboloïdes de révolution, à gauche pour une antenne parabolique et à droite pour une antenne torique.

Antenne torique

Une antenne torique est un réflecteur qui suit une surface paraboloïde torique. Alors qu’une antenne parabolique est la surface de rotation autour d’un axe passant entre le minimum de la fonction et le foyer (fig. 1 gauche), l’antenne torique suit la forme d’une fonction parabolique en rotation autour d’un axe perpendiculaire et à une certaine distance passée le foyer (fig. 1 droite).

À proprement parler, l’antenne torique n’a pas de foyer (ou point focal) mais plutôt une série de ceux-ci formant un arc focal à l’avant de l’antenne. Comparée à une antenne parabolique, elle souffre donc de pertes par aberration car le cornet d’alimentation ne peut être placé précisément pour tous les points de l’antenne. En émission et en réception, seule une partie du réflecteur peut donc être focalisé parfaitement, le reste de l’antenne envoie ou reçoit donc l’énergie à un point décalé et seule une partie de l’énergie peut en être perçue par le cornet. L’ouverture de l’antenne est donc toujours inférieure à une antenne parabolique de même taille.

Pour réduire ces pertes, un second réflecteur est placé sur l’arc focal (antenne Cassegrain). Ce dernier permet de mieux focaliser le faisceau dans les deux sens et donc améliorer l’ouverture théorique de l’antenne.

Figure 2: AN/FPS-50, DR3: a parabolic-torus antenna with an organ-pipe-scanner feed at Clear AFS, © 2000-2016 GlobalSecurity.org

Figure 2: AN/FPS-50, DR3: a parabolic-torus antenna with an organ-pipe-scanner feed at Clear AFS,
© 2000-2016 GlobalSecurity.org

Les antennes toriques permettent d’envoyer un grand nombre de faisceaux simultanément avec une antenne fixe de grande dimension. Ce concept est utilisé dans les radars trans-horizon qui nécessite une énorme antenne, à cause de la très basse longueur d’onde utilisée, qu’il serait impossible à faire tourner mécaniquement. Ainsi l’antenne du radar AN/FPS-50 est aussi grande qu’un terrain de football et utilise un cornet d’alimentation multiple en forme de tuyau d’orgue qui change en alternance les points d’émission pour faire varier la direction d’émission/réception. L’antenne peut ainsi sonder l’horizon sans bouger physiquement.

Sources et ressources:

  1. Yahya Rahmat-Samii, Reflector Antenna Developments: A Perspective on the Past, Present and Future, 2015, IEEE Antennas and Propagation Magazine, Band 57, Ausgabe 2, ISSN 1045-9243, S. 85-95